CN110062720A - 打印的阻尼元件 - Google Patents

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Abstract

一种用于对运输工具内的结构元件(12、14)进行阻隔的阻隔元件(16)包括支撑元件(11)和可膨胀元件(13)。支撑元件由第一材料的至少一个打印的材料股线(1)组成，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态，可膨胀元件由第二材料的至少一个打印的材料股线(3)组成，其中第二材料能够在120℃和200℃之间的温度下膨胀。在此阻隔元件在垂直于阻隔元件的平面(22)测量的最厚点(5)处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。

Description

打印的阻尼元件
技术领域
本发明涉及一种包括支撑元件和可膨胀元件的阻隔元件，特别是用于阻隔运输工具中的具有空腔的结构元件。本发明还涉及一种包括结构元件和在结构元件中布置的阻隔元件的系统，并且还涉及一种用于制造阻隔元件的方法。
背景技术
为了允许轻量化设计，模块(诸如运送装置和传送装置、特别是水上运输工具或陆地运输工具或飞机的车身和/或框架)通常具有带空腔的结构。然而，所述空腔引起各种各样的问题。为了防止可能导致模块腐蚀的水分和污染物的进入，必须根据空腔的类型来密封空腔。通常还希望显著增强空腔和因此显著增强模块，但是保持低重量。通常还需要稳定空腔并因此稳定模块，以便减少否则将沿空腔或穿过空腔传输的噪声。许多这些空腔具有不规则的形状或小的尺寸，由此增加了实现所述空腔的有效密封、增强和消声的难度。
特别是在汽车制造中和在飞机制造和造船中，因此使用挡板以密封空腔和/或提供其隔音，或者使用增强元件用于增强空腔。
图1是汽车车身的示意图。车身10包括具有空腔的各种不同结构，例如支柱14和支架或牵条12。这些具有空腔的结构元件12、14通常由密封和/或增强元件16密封或增强。
图2a和2b示意示出已知的用于密封地和/或增强地封闭机动车辆中的开口或空腔的构思。在此图2a示出了在可膨胀材料13膨胀之前的阻隔元件16。图2b示出了同一阻隔元件16，但是在可膨胀材料13膨胀之后，即具有已经膨胀的材料13'。
阻隔元件16位于车身结构的空腔内，如其例如在图1中所示。车身的这种结构元件12、14的一个部段在图2a和2b中示意示出。阻隔元件16包括支撑元件11，该支撑元件具有边缘区域21。可膨胀材料13在此基本上设置在支撑元件11的边缘区域21上。
在可膨胀材料13膨胀之前，在阻隔元件16和结构元件12、14之间存在间隙。该间隙允许给结构元件12、14涂层，以保护结构元件12、14免受腐蚀。在所述涂层之后，可膨胀材料13通常通过暴露于热而膨胀，于是膨胀材料13'封闭了阻隔元件16和结构元件12、14之间的间隙。通过可膨胀材料13的膨胀也同时实现了固定。这样固定在结构元件12、14中的阻隔元件16'一方面增强了结构元件12、14，另一方面封闭结构元件12、14中的空腔。
这种阻隔元件16的一个不利方面是其制造需要在相应工具方面的大量投资。其原因在于传统的阻隔元件16通常通过注塑成型工艺制造，例如单组分或双组分注塑成型工艺。这种传统的注塑工艺对于生产大量件数是经济的，因为工具的高资本支出可以通过单个阻隔元件的非常低的生产成本来补偿。然而，为了生产较少数量的单元，这种关系以这样的方式移动，使得单个阻隔元件的低生产成本不能抵偿工具的高投资费用。
已经提出了替代的制造方法以克服该问题，例如型材挤出或多层冲压工艺。尽管这种替代技术不需要大量的工具资本支出，但是它们在阻隔元件的几何形状方面具有局限性。然而，车辆中的空腔通常具有复杂的形状，因此必须具有制造相应复杂形状的阻隔元件的能力。
在WO2014/108857A1中例如描述了另一种替代方法。这里将可膨胀材料挤出到基底上。这允许为小批量的可膨胀材料制造单独的形状。然而，该方法不允许效率高地制造阻隔元件，因为在每种情况下必须单独制造可膨胀材料的支撑件并将其引入系统中。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供上述类型的一种阻隔元件以及一种阻隔元件制造方法，其中所述阻隔元件可以在没有大量工具投资成本的情况下制造，并且所述方法也可以产生较为复杂的阻隔元件三维形状。另外，阻隔元件和制造阻隔元件制造方法适合于低成本生产，因此也可以实现相对大批量的单元在经济上有效的生产。
所述目的首先通过一种用于对运输工具内的结构元件进行阻隔的阻隔元件实现，其中所述阻隔元件首先包括支撑元件。支撑元件由第一材料的至少一个打印的材料股线组成，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态。此外，所述阻隔元件包括可膨胀元件，其由第二材料的至少一个打印的材料股线组成，其中第二材料能够在120℃和200℃之间的温度下膨胀。在此，阻隔元件在垂直于阻隔元件的平面测量的最厚点处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。
该解决方案的优点在于，通过使用有限数量的相互叠置的层可以提供非常有效率的制造方法。随着必须打印的相互叠置的层的数量增加，制造元件所需的时间通常增加，这导致更高的生产成本。因此，限制相互叠置的层的数量减少了生产这种类型的打印的阻隔元件所消耗的时间和成本。
本发明的核心构思是，对于该应用目的，支撑元件和可膨胀元件的表面都不具有精细结构的设计。可膨胀元件在受热膨胀时改变其形状，因此可膨胀元件的原始外部形状对于其功能而言不是特别重要。
而支撑元件的功能特别在于将可膨胀元件定位在结构元件内以及对整个系统进行结构增强。通过使用由相对较大的部件(特别是相对较粗的材料股线)组成的支撑元件，也可以确保这两种功能。发现使用具有相对大尺寸的材料股线来制造打印的阻隔元件是特别有利的，因为由此可以实现明显更有效的制造过程。在该应用领域中，通常在一定程度上可接受相对粗糙结构的表面的缺点，例如较大的制造公差。
在本发明的上下文中，术语“阻隔元件”包括用于对结构元件进行隔离和/或加固(增强)和/或消音的元件，尤其是不仅包括技术术语“挡板”而且包括技术术语“增强体”。所述阻隔元件的各种性质在此可以单独地或者彼此组合地出现。
在本发明的上下文中，术语“打印”或“被打印”特别包括一种方法和其结果，其通常称为三维打印。将材料的材料股线铺设或相互叠置到支承元件上以形成结构。材料股线在此例如如此形成，使得在它们并排放置和/或相互叠置之后彼此连接，同时基本上保持它们在打印过程中的原始横截面。
在本发明的上下文中，术语“材料股线”包括在打印时置于支承元件上或置于先前打印的材料股线上的元件。在此，股线可以由各种不同材料形成，并且可以具有各种不同的横截面。
在本发明的上下文中，术语“层”包括打印在共同的支承元件上的材料股线。在平面的支承元件的情况下，一个层的所有股线因此位于一个共同的平面内。在非平支承元件的情况下，一个层的材料股线不位于一个共同平面内，而是基本上复制非平面的支承元件的形貌。这里的支承元件可以是单次使用或多次重复使用的元件，或者可以是已经存在的层，这些层本身已经打印在支承元件上或一个层上。此外，层可以由单一打印材料或多种不同的打印材料组成。
在本发明的上下文中，术语“线路”包括由连续打印的材料股线构成的元件，即这样的单元，其在打印头不抽出并且材料流不中断的情况下被置于支承元件上或一个已经打印的层上。根据造型，一个元件例如支撑元件或可膨胀元件可仅由一个线路组成。特别地，一个单个线路也可以形成多个相互叠置的层。
用于形成支撑元件的第一材料可包括各种不同材料。优选的材料是塑料、特别是聚氨酯、聚酰胺、聚酯和聚烯烃，优选耐高温聚合物，如聚(亚苯基醚)、聚砜或聚醚砜。特别优选聚酰胺、特别是聚酰亚胺6、聚酰胺6,6、聚酰胺11、聚酰胺12或其混合物。也可以使用与纤维(例如玻璃纤维、矿物纤维、植物纤维、纺织纤维或碳纤维)的组合。
该第一材料的打印优选通过熔融沉积成型进行。在优选的变型中，将第一材料的粒料熔化以形成可打印的材质。
作为用于形成可膨胀元件的第二材料的材料原则上是适合于热发泡的各种不同类型的材料。该材料可具有增强性能，或者可能缺乏增强性能。
该可膨胀材料通常包含化学或物理发泡剂。化学发泡剂是有机或无机化合物，其在暴露于热、湿气或电磁辐射时分解，至少一种分解产物是气体。可用作物理发泡剂的化合物例如是在升高的温度下转化为气态物理状态的化合物。因此，化学和物理发泡剂能够在聚合物中产生泡沫结构。
优选可膨胀材料被热发泡，其中使用化学发泡剂。适合作为化学发泡剂的材料是例如偶氮二酰胺、磺酰肼、碳酸氢盐或碳酸盐。
合适的发泡剂例如也可以通过购买获得，如来自荷兰公司Akzo Nobel的商标为的发泡剂，或者来自美国公司Chemtura Corp.的商标为的发泡剂。
发泡所需的热量可以通过外部的或内部的热源引入，例如放热化学反应。可发泡材料优选在≤200℃、特别是120℃-190℃、优选160℃-180℃的温度下可发泡。
合适的可膨胀材料的示例是单组分环氧树脂体系，其在室温下不流动，特别是具有相对高的抗冲击性并且包含触变剂如Aerosils或纳米粘土。这些环氧树脂体系例如包含20至50重量百分比的液体环氧树脂、0至30重量百分比的固体环氧树脂、5至30重量百分比的韧性改性剂、1至5重量百分比的物理或化学发泡剂、10至40重量百分比的填料、1至10重量百分比的触变剂和2至10重量百分比的可热活化的硬化剂。合适的韧性改性剂是基于丁腈橡胶的反应性液体橡胶或者是聚醚多元醇聚氨酯的衍生物，或者是核-壳聚合物或本领域技术人员已知的类似体系。
同样合适的可膨胀材料是单组分聚氨酯组合物，其包含发泡剂并且由具有OH基团的结晶聚酯与其它多元醇、优选聚醚多元醇和具有封端异氰酸酯基团的多异氰酸酯的混合物组成。结晶聚酯的熔点应≥50℃。多异氰酸酯的异氰酸酯基团可以例如用亲核试剂如己内酰胺、苯酚或苯并恶嗪来封端。其它合适的材料是在粉末涂覆技术中例如使用的封端多异氰酸酯，并且例如以商标BF 1350和BF 1540从德国DegussaGmbH商购获得。同样适合作为异氰酸酯的材料是所谓的包封或表面失活的多异氰酸酯，这些是本领域技术人员已知的并且在EP 0 204 970中以举例的方式描述。
其它合适的可膨胀材料是在WO 2005/080524 A1中以举例的方式描述的双组分环氧/聚氨酯组合物，其包含发泡剂。
其它合适的可膨胀材料是包含发泡剂的乙烯-乙酸-乙烯酯组合物。
同样合适的可膨胀材料由美国的Sika公司以商标240、250或255销售，并在专利US 5,266,133和US 5,373,027中描述。
其它合适的可膨胀材料以商标-450、-420、-250NT、-255和-250PB2由Sika销售。这些可膨胀材料的膨胀率约为300-3000％，它们特别适用于本发明。
优选作为具有增强性能的可膨胀材料的材料的示例是由美国Sika公司以商标941销售的材料。这些描述于US6,387,470中。
在一个示例性的实施方式中，第一材料和/或第二材料的打印的材料股线具有圆形横截面，其直径为1mm至6mm，特别优选为3mm至5mm。在这种情况下，“圆形”意味着在打印期间材料股线最初具有基本上圆形的横截面。在从打印头排出之后，该横截面可以立即由于重力的作用而发生变化。
在一个替代实施方式中，第一材料和/或第二材料的打印的材料股线的横截面具有高度为1mm至6mm、特别优选为1mm至3mm，并且具有宽度为2mm至30mm、优选为4mm至20mm。这里的高度垂直于阻隔元件的平面测量，并且宽度在阻隔元件的平面内并且垂直于材料股线的纵向轴线测量。
提供具有上述尺寸的材料股线具有的优点是，由此可以制造由少量层制成的阻隔元件。因此，制造过程可以更快、更有效。这里例如可以分别使用一个第一材料层以形成支撑元件并且使用一个第二材料层以形成可膨胀元件。
此外，由第一和第二材料制成的层的各种不同组合是可能的：例如，第一材料的两个层可以与第二材料的一个层组合，或者第二材料的四个层可以与第一材料的两个层组合。根据应用领域和各单个材料股线的尺寸，可以针对特定情况确定层的数量和布置。在此例如第一材料的材料股线的横截面也可以与第二材料的材料股线的横截面不同。
此外，例如第一材料的材料股线可以具有圆形横截面，并且第二材料的材料股线可以具有细长的横截面，反之亦然。
在阻隔元件的最厚点处，最多十层相互叠置。在一个优选实施方式中，在阻隔元件的最厚点处存在至多八个或至多六个或至多四个相互叠置的层。
在一个示例性的实施方式中，阻隔元件具有至少一个臂，该臂至少部分地与阻隔元件的平面成一角度，并且该臂由第一材料或第二材料或第一材料和第二材料构成。
这种臂的形成首先具有这样的优点，即由此可膨胀材料可以到达结构元件的难以接近的角区域。为此，臂优选仅由第二材料或由第一和第二材料构成。
其次，这种臂的另一个优点是：由此可以增加阻隔元件的机械稳定性，因为这些成角度的臂可以稳定阻隔元件在结构元件中的位置。此外，这种臂还可以用于形成钩或支撑点，该钩或支撑点将阻隔元件紧固或支撑在结构元件上。为此，优选地，臂由第一材料构成。
在一个实施方案的实例中，支撑元件和/或可膨胀元件由至少一个并且至多十个连续线路组成。在一个替代实施例中，支撑元件和/或可膨胀元件由至少一个并且至多八个或至多六个或至多四个或至多两个连续线路组成。
在一个示例性的实施方式中，支撑元件仅由一个连续线路制成。在进一步发展的示例中，可膨胀元件也仅由一个连续线路制成。
提供少量线路以形成支撑元件和/或可膨胀元件具有以下优点：用于制造阻隔元件的工艺可以变得更有效并且可以在成本方面进行优化。在中断之后必须重新启动打印机以形成新的线路的操作越频繁，制造打印的元件通常所需的时间越长。
在一个示例性的实施方式中，阻隔元件包括用于将阻隔元件紧固在结构元件内的紧固元件。在一个示例性的实施方式中，紧固元件构成为夹子。
在进一步发展的示例中，紧固元件包括注塑成型塑料和/或包括金属。
由注塑成型塑料和/或金属形成紧固元件具有的优点是，由此可以制造具有比例如打印的支撑元件更精细的表面结构的紧固元件。具有较小公差的更高精度的构造是重要的，因为紧固元件与车身中的相应结构相互作用。为了实现这种具有更高细节精度的结构，可以有利地使用注塑成型的塑料部件或由金属制成的部件。
在进一步发展的示例中，紧固元件具有基部，该基部位于阻隔元件的平面内并且在两个相互叠置的层之间夹紧，或者仅贴靠在一个层上。
提供紧固元件的这种类型的基部具有的优点是，由此可以实现紧固元件与阻隔元件的打印层以简单的方式连接。例如，在打印第一层之后，可以将紧固元件放置在所述第一层上，然后在其上打印第二层，由此该紧固元件的基部夹紧在第一层和第二层之间。
在进一步发展的示例中，紧固元件具有突出部，该突出部基本上垂直于基部定向并且在两个在阻隔元件的平面内彼此相邻的材料股线之间夹紧或者在侧面仅贴靠在一个材料股线上。
在紧固元件的基部上设置这种类型的突出部具有的优点是，因此可以实现紧固元件在阻隔元件的材料股线或层上的进一步改进的连接。特别地，因此紧固元件不仅可以水平地而且可以竖直地夹紧在阻隔元件的材料股线或层之间。紧固元件可以仅贴靠在支撑元件的材料股线或层上，可以仅贴靠在可膨胀元件的材料股线或层上，或者可以不仅贴靠在支撑元件的材料股线或层上而且贴靠在可膨胀元件的材料股线或层上。此外，基部和突出部可以在相邻的材料股线或层之间夹紧，或者在外部贴靠在材料股线或层上。在此可以根据不同的应用目的而选择合适的组合。
此外，为了实现开头所述的目的，提出了一种系统，其包括结构元件和布置在结构元件中的阻隔元件。阻隔元件尤其可以如上所述设计。
在一个示例性的实施方式中，在可膨胀元件膨胀之前，阻隔元件覆盖结构元件的横截面的20％至60％、优选地20％至40％。
通过阻隔元件如此覆盖结构元件的横截面，具有的优点是，因此可以最大化阻隔效应，同时最小化材料的使用。借助于此处提出的打印制造方法，可以精确地将各种材料布置在它们履行其功能的地方，并且因此可以避免对结构元件的横截面进行任何不必要的覆盖。
此外，在开头提到的目的通过一种制造用于应用在运输工具的结构元件内的阻隔元件的方法实现，所述阻隔元件包括支撑元件和可膨胀元件。所述方法包括步骤：提供支承元件；打印由第一材料制成的至少一个材料股线以形成支撑元件，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态；打印由第二材料制成的至少一个材料股线以形成可膨胀元件，其中第二材料能在120℃至200℃之间的温度下膨胀；并且从支承元件上移除阻隔元件，其中材料股线打印成，使得阻隔元件在垂直于阻隔元件的平面测量的最厚点处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。
这种方法的优点又在于，通过提供最小数量的打印层，可以提供用于制造阻隔元件的尽可能有效率的打印过程或制造工艺。
在一个优选的变型中，仅打印由第一材料制成的一个层，并且仅打印由第二材料制成的一个层，因此阻隔元件在最厚点处仅具有两个相互叠置的层。因此，打印的阻隔元件的制造效率最大化。
在一个示例性的实施方式中，可膨胀元件的打印在打印支撑元件之前进行。
由第一材料制成的层和由第二材料制成的层的打印顺序原则上可以自由选择。然而，已证明将支撑元件打印到可膨胀元件上是特别有利的。
在一个示例性的实施方式中，打印的支撑元件在垂直于阻隔元件的平面的观察方向上覆盖可膨胀元件的至少90％。
通过支撑元件尽可能完全地覆盖可膨胀元件具有以下优点：在运输工具的车身中使用阻隔元件时，确保通过支撑元件尽可能好地支撑可膨胀元件。以这种方式，可以尽可能好地控制可膨胀材料的发泡或膨胀。
在一个示例性的实施方式中，支承元件具有用于凹陷和/或凸起以形成臂，这些臂至少部分地与阻隔元件的平面成一角度。
这种臂的形成具有的优点是：由此允许阻隔元件的更复杂的三维造型。因为运输工具车身中的空腔通常具有复杂的三维形状，所以有利的是可以通过阻隔元件尽可能好地复制这些复杂的三维形状。这允许更好地阻隔相应的空腔。
由此形成的臂可以仅由第一材料构成，仅由第二材料构成，或者由第一和第二材料构成。例如，仅由第一材料形成的这种臂可用作三维稳定器，以稳定阻隔元件在结构元件内的位置。另一方面，例如，仅由第二材料构成的臂可用于允许完全泡沫填充空腔的难以进入的角区域。由第一和第二材料构成的臂可以例如形成阻隔元件的弯曲端部，其对应于结构元件内的空腔的造型。
在一个示例性的实施方式中，支承元件具有定位元件，并且该方法包括以下步骤：将紧固元件安装在定位元件内并且安装在第一和/或第二材料的材料股线上。
在优选的进一步发展中，定位元件构成为支承元件中的凹口。例如，该凹口可具有一个基本轮廓，该基本轮廓至少部分地对应于紧固元件的基本轮廓。
这具有的优点是，紧固元件可以在预定的且可再现的位置上安装在阻隔元件上。
在第一和第二材料的打印之前、在第一和第二材料的打印期间或在第一和第二材料的打印之后，可以将紧固元件安装在定位元件上和安装在第一和/或第二材料的材料股线上。
在一个示例性的实施方式中，在从支承元件移除阻隔元件期间，推出元件相对于支承元件移动。
在进一步发展的示例中，所述推出元件被设计为可以移动穿过支承元件的销。
提供这种推出元件的优点是，由此在完成打印之后，允许以有效和温和的方式从支承元件上移除阻隔元件。
在一个优选的实施方案中，该方法还包括以下步骤：在从支承元件移除阻隔元件之后，重新使用该支承元件来制造下一个阻隔元件。
支承元件的再利用具有的优点是，它允许在生产时间和生产成本方面进一步优化制造过程。因此避免了为每个阻隔元件新打印支承元件或以其它形式重新提供支承元件，这尤其是在具有凸起和/或凹陷或定位元件的相对复杂的支承元件的情况下尤其有利。
附图说明
下面借助于实施例并且参考示意的附图来描述本发明的细节和优点。其中：
图1是根据现有技术的车身的示例视图；
图2a和2b是解释根据现有技术的示例性的阻隔元件的示意图；
图3a至3c是一个示例性的阻隔元件在俯视图和横截面中的示例图；
图4a和4b是一个示例性的阻隔元件在俯视图和横截面中的示例图；
图5a至7b是分别带有和不带有可膨胀元件的示例性支撑元件的示意图；
图8a至8c是集成在阻隔元件内的紧固元件的示意图；和
图9a至9d是用于制造阻隔元件的示例性方法的示意图。
具体实施方式
在图3a至3c中示出示例性的阻隔元件16的第一方案。该示例性的阻隔元件16在此具有阻隔元件的传统造型，如其也在图2a和2b中所示。在此，图3a示出了示例性的阻隔元件16的俯视图，并且图3b和3c分别示出阻隔元件16的沿在图3中标出的剖面线的横截面的不同变型。
阻隔元件16包括支撑元件11并且包括可膨胀元件13，该支撑元件由第一材料的至少一个打印的材料股线1组成，该可膨胀元件由第二材料的至少一个打印的材料股线3组成。在如图3b所示的变型中，阻隔元件16在垂直于阻隔元件16的平面22测量的最厚点5处具有两个相互叠置的层。在如图3c所示的变型中，阻隔元件16在垂直于阻隔元件16的平面22测量的最厚点5处具有四个相互叠置的层。在该实施例中，根据图3c，分别在两层第一材料上分别放置两层第二材料。
从该实施例可以看出，不是强制地整个支撑元件11由可膨胀元件13覆盖。也可以仅支撑元件11的部分区域被可膨胀元件13覆盖。如此处所示，可以例如支撑元件11的仅边缘区域21通过可膨胀材料13覆盖。
阻隔元件16还在垂直于阻隔元件16的平面22测量的最厚点5旁边具有最薄点6，其同样是垂直于阻隔元件16的平面22测量的。在此最薄点6和最厚点5可以具有相同数量的层或不同数量的层。然而，最薄点6也具有至多十个相互叠置的层并且具有至少一个层。
图4a和4b示出阻隔元件16的另一个示例。图4a在此示出了示例性的阻隔元件16的俯视图，并且图4b示出阻隔元件16沿图4a中所示的剖面线的横截面。在该实施例中，阻隔元件16不像传统的阻隔元件那样平坦地构造，而是具有骨架形状。阻隔元件16的这种形状可以通过这里提出的用于制造阻隔元件16的打印工艺容易地制造。例如，阻隔元件16的在图4a中所示的形状可以通过仅一个连续线路制成。因为在此打印头无需在中断之后重新开始操作，所以这是用于制造阻隔元件16的特别有效的变型。
在该实施例中，支撑元件11和可膨胀元件13基本上彼此覆盖。这里，可膨胀元件13由分别布置在支撑元件11的两个相互叠置的层上的一个层组成。因此，在该实施例中，该示例性的阻隔元件16在最厚点5处具有三个相互叠置的层，即由第一材料制成的两个层和位于该两个层上的由第二材料制成的一个层。
图5a至7b分别示出阻隔元件16的其它示例，其中对于每个实施例首先仅示出了支撑元件11，其次示出整个阻隔元件16，其包括支撑元件11和可膨胀元件13。
在这些实施例中，在阻隔元件16上分别设置紧固元件8。紧固元件8例如可以设计为具有基部18的夹子，其中基部18基本上位于阻隔元件的平面内。紧固元件8例如可以是注塑成型的塑料部件或冲压的金属部件。为了固定在阻隔元件16上，这些紧固元件8可以布置在相互叠置的层之间，或者也可以布置成在一侧贴靠在阻隔元件16的下侧或上侧上(未示出)。
图5a和5b中的示例性的阻隔元件16仅在一个平面内延伸。与此不同，根据图6a至7b中的实施例的示例性的阻隔元件附加地具有臂4，所述臂至少部分地与阻隔元件16的平面成一定角度。这些臂4例如用作三维稳定器以将阻隔元件16稳定在结构元件的空腔中，或者如图7b所示，也可以另外构成具有可膨胀元件4的臂，这些臂允许到达不规则形状的结构元件内的难以接近的空间。
此外，图6a和6b示出支撑元件11的钩7，该钩类似于紧固元件8用于将阻隔元件16保持在结构元件内的适当位置。因此，在根据图6a和6b的实施例中仅使用一个紧固元件8连同钩7，并且在根据图7a和7b的实施例中使用两个紧固元件8，但没有支撑元件的钩7。
图8a至8c示出用于将紧固元件8安装在阻隔元件16内的各种变型方案。在这些实施例中，紧固元件8除了基部18之外还包括突出部17，突出部分别垂直于基部18布置并且构成为与基部18连接。突出部17优选地由侧向相邻的材料股线1、3夹紧，使得紧固元件8在水平方向(对应于在阻隔元件的平面内的一个方向)上锚固在阻隔元件16内。此外，同样可能的是，基部元件18夹紧在竖直相邻的材料股线1、3或层之间(如图8c所示)，从而紧固元件8也沿竖直方向(对应于一个垂直于阻隔元件平面的方向)锚固在阻隔元件16内。作为替代方案，也可以将紧固元件8的基部18布置成在外部贴靠在支撑元件11(图8b)上或贴靠在可膨胀元件13(图8a)上。在此可以根据紧固元件8和阻隔元件16的设计和应用目的来选择合适的变型。
图9a至9d示出一种用于制造阻隔元件的示例性方法。
在图9a中，首先提供支承元件2。然后将第二材料13的至少一个材料股线打印到该支承元件2上。
图9b示出了紧固元件8如何可以放置到定位元件9中，以便将紧固元件固定在阻隔元件内的预定位置上。
在图9c中，然后将第一材料的至少一个材料股线打印到第二材料上以形成支撑元件11。这里可以看出，第二材料或支撑元件11完全覆盖可膨胀元件13。此外，紧固元件8在可膨胀元件13和支撑元件11之间夹紧。
在图9d中，将阻隔元件16从支承元件2上移除。推出元件15在此相对于支承元件2运动，使得阻隔元件16从支承元件2上提升。
在如图9a至9d所示的示例性的实施方式中，支承元件2具有凹陷19和凸起20。这些凹陷19和凸起20用于形成与阻隔元件16的平面成一定角度的臂4。这些臂4可以例如用作阻隔元件16的三维的稳定器，或者用于形成复杂的三维造型，以便尽可能效率高地最大化填充结构元件中非常复杂的空腔。
此外如图9c可以看出，作为第二材料打印到位于支承元件上的先前打印的材料上的材料股线也可以直接打印到支承元件2上，并且不必仅仅打印在首先打印的材料的先前打印的材料股线上。在该实施例中，这导致接片的形成，该接片例如提高支撑元件11的机械稳定性。

Claims (15)

1.一种用于对运输工具内的结构元件(12、14)进行阻隔的阻隔元件(16)，所述阻隔元件(16)包括：
支撑元件(11)，其由第一材料的至少一个打印的材料股线(1)组成，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态；
可膨胀元件(13)，其由第二材料的至少一个打印的材料股线(3)组成，其中第二材料能够在120℃和200℃之间的温度下膨胀，
其中，阻隔元件(16)在垂直于阻隔元件(16)的平面(22)测量的最厚点(5)处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。
2.根据权利要求1所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述阻隔元件(16)具有至少一个臂(4)，所述臂至少部分地与所述阻隔元件(16)的所述平面(22)成一角度，并且所述臂由第一材料或由第二材料或由第一材料和第二材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述第一材料和/或所述第二材料的打印的材料股线(1，3)具有直径为1mm至6mm的圆形横截面，或具有高度为1毫米至6毫米且宽度为2毫米至30毫米的横截面。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述支撑元件(11)和/或所述可膨胀元件(13)由至少一个且至多十个线路构成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述阻隔元件(16)包括用于紧固所述阻隔元件(16)的紧固元件(8)。
6.根据权利要求5所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述紧固元件(8)具有注塑成型塑料和/或具有金属。
7.根据权利要求5或6所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述紧固元件(8)具有基部(18)，所述基部位于所述阻隔元件(16)的平面(22)内，并且所述基部夹紧在两个相互叠置的层之间或仅贴靠在一个层上。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的阻隔元件(16)，其特征在于，所述紧固元件(8)具有突出部(17)，所述突出部垂直于所述基部(18)构造并且夹紧在两个在阻隔元件(16)的所述平面内彼此相邻的材料股线(1，3)之间或仅贴靠在一个材料股线(1，3)上。
9.一种包括结构元件(12、14)和设置在该结构元件中的根据权利要求1至8中任一项所述的阻隔元件(16)的系统。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在可膨胀元件(13)膨胀之前，阻隔元件(16)覆盖结构元件(12、14)的横截面的20％至60％。
11.一种用于制造用于应用在运输工具的结构元件(12、14)内的阻隔元件(16)的方法，所述阻隔元件包括支撑元件(11)和可膨胀元件(13)，所述方法包括以下步骤：
提供支承元件(2)；
打印由第一材料制成的至少一个材料股线(1)以形成支撑元件(11)，其中第一材料至少在高达120℃至200℃的温度下处于固体的物理状态；
打印由第二材料制成的至少一个材料股线(3)以形成可膨胀元件(13)，其中第二材料能在120℃至200℃的温度下膨胀；和
从支承元件(2)上移除阻隔元件(16)，
其中将材料股线(1，3)打印成，使得阻隔元件(16)在垂直于阻隔元件(16)的平面(22)测量的最厚点处具有至少两个且最多十个相互叠置的层。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括进一步的步骤：在从支承元件(2)上移除阻隔元件(16)之后，重新使用该支承元件(2)以制造下一个阻隔元件(16)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，支承元件(2)具有凹陷(19)和/或凸起以形成臂(4)，这些臂至少部分地与阻隔元件(16)的所述平面(22)成一角度。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述支承元件(2)具有定位元件(9)，并且所述方法包括以下步骤：将紧固元件(8)安装在定位元件(9)内并且安装在第一和/或第二材料的至少一层上。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，在从所述支承元件(2)移除所述阻隔元件(16)期间，推出元件(15)相对于所述支承元件(2)移动。
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