CN110325343A - 使用通过正压运送物品的运送装置的增材制造方法 - Google Patents
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Abstract
使用通过正压运送物品的运送装置的增材制造方法。由颗粒(7)构成的运送物品(6)在输入部段(10)处从压力容器(4)输入到运送管道(11)中,经由运送管道(11)从输入部段运送至排出部段(13),在排出部段处从运送管道(11)排出并且输送至挤出头(1)。运送物品(6)在挤出头(1)中被塑化并且在塑化后经由挤出头(1)的喷嘴(16)被逐点地挤出。挤出头(1)在塑化的运送物品(6)被挤出期间借助于操纵器(2)动态地移动。运送气体(9)借助于气体压缩机(8)在输入部段(10)的区域中压入到运送管道(11)中。运送气体在排出部段(13)的区域中在分离部段(14)处从运送管道(11)中导出。在此,运送物品(6)为了输入到运送管道(11)中借助于气体压缩机(8)以经由第一阀(12)绕过运送管道(11)的方式被暂时地加载气体正压(p),而在运送管道(11)中设置在输入部段(10)与气体压缩机(8)之间的第二阀(15)被关闭。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造机器的运行方法,
-其中,将由具有中等颗粒尺寸的颗粒构成的运送物品在输入部段处从压力容器输入到运送管道中,将运送物品经由运送管道从输入部段运送至排出部段,在排出部段处将运送物品从运送管道排出并且输送至挤出头;
-其中,在挤出头中将运送物品塑化,并且在塑化之后将运送物品经由挤出头的喷嘴逐点地挤出;
-其中,在塑化的运送物品被挤出期间借助于操纵器动态地移动挤出头;
-其中,借助于气体压缩机在输入部段的区域中将运送气体压入到运送管道中,并且在排出部段的区域中将运送气体在分离部段处从运送管道中导出。
本发明还涉及一种制造机器,
-其中,制造机器具有:压力容器、具有输入部段和排出部段的运送管道、具有喷嘴的挤出头、操纵器和气体压缩机;
-其中,由具有中等颗粒尺寸的颗粒构成的运送物品在输入部段处从压力容器输入到运送管道中,运送物品经由运送管道运送至排出部段,运送物品在排出部段处从运送管道被排出并且输送至挤出头;
-其中,运送物品在挤出头中被塑化并且在塑化之后经由喷嘴被挤出;
-其中,挤出头布置在操纵器处,并且挤出头在塑化的运送物品被挤出期间借助于操纵器动态地移动;
-其中,运送气体借助于气体压缩机在输入部段的区域中压入到运送管道中,并且运送气体在排出部段的区域中在分离部段处从运送管道中导出。
背景技术
这种运行方法和所属的制造机器例如在增材制造的领域(通常称作为FDM(熔融层积成型技术)或称作为FFF(熔丝制造))中使用。在该方法中,能熔化的材料(通常为塑料)作为颗粒或粉末输送至挤出头,在那里熔化并且经由挤出头的喷嘴逐点地施加到结构上。由此逐层制造产品。
在增材制造的领域中,在制造工艺期间将要加工的材料输送至挤出头。由此产生如下必要性:运送物品连续地输送至挤出头的持续改变的部位(有时甚至克服重力)。运送物品(通常来说)是干燥的分散的固体。这种材料尤其能够借助于机械运送装置(例如经由运送螺杆)运送。该运送方式具有良好分配的优点和连续运行的可能性。然而缺点是:运送物品的颗粒通常非常小,使得纯机械解决方案承受卡住的危险。替代机械的解决方案,运送物品也能够被气动地运送。在气动运送中,运送物品的颗粒借助于空气流或其他气体流通过管运送经过较大距离(有时数百米)。在气动运送中,原则上在吸气运送与压力运送之间进行区分。在吸气运送中,运送管道处于气体压缩机的负压侧;在压力运送中,运送管道处于气体压缩机的正压侧。此外,在压力运送中,储备容器也处于压力下,经由储备容器将运送物品输入到运送管道中。在气动运输运送物品(运送物品在本发明的范围中是粉末和颗粒)时通常进行吸气运送。吸气运送尤其在运送物品输送至塑料注塑机时是常见的。在吸气运送中需要相对大的、大型构件,该构件必须设置在排出部段的区域中。该构件能够毫无问题地设置在常见的、静态运行的塑料注塑机中。相反,在增材制造中,挤出头动态地运动。如果在这种情况下将用于吸气运送的所属的构件设置在挤出头处,则这会导致精度减小、动力减小和挤出头的运动自由度受限制。
从EP 3117982A1中已知3D打印系统和3D打印方法,其中打印头借助喷嘴相对于构建平台运动。在打印头中挤出颗粒料,颗粒料借助于柔性管道利用压缩空气从储备容器输送至打印头。
从参考文献DE 19943504A1中已知用于气动运送松散物品的方法和设备,其中松散物品通过输送的管道在至少一个分发部处借助于闸门机构输入到可设定的运送气体流中,并且以通过运送气体中的填料彼此间隔开的、分散的松散物品栓塞的形式从分发部运输到至少一个目标地。
从WO 2016/088042A1中已知用于增材制造工艺的自动化系统,该自动化系统还包括流水线以及可移动的材料打印头。要印制的丝借助柔性管道从储备容器输送至打印头。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可行性方案,其能够以简单和有效的方式确保将运送物品可靠供应挤出头。
所述目的通过具有权利要求1的特征的、用于制造机器的运行方法来实现。运行方法的有利的设计方案是从属权利要求2至9的内容。
根据本发明,通过如下方式实现上述类型的运行方法:
-为了将运送物品输入到运送管道中,借助于气体压缩机以经由第一阀绕过运送管道的方式暂时地为运送物品加载气体正压;并且
-在为压力容器加载气体正压期间,关闭在运送管道中设置在输入部段与气体压缩机之间的第二阀。
因此,本发明的基本构思在于:从输入部段起将压力施加到在运送管道中运送的运送物品上。特别地,因此不从排出部段开始吸住运送物品,由此将拉力施加到处于运送管道中的运送物品上。作为压力运送的实施方案尤其实现:在运送管道中有针对性地设定运送状态,并且由此将运送过程有针对性地匹配于待运送的运送物品。
运送物品为了输入到运送管道中而借助于气体压缩机以经由第一阀绕过运送管道的方式暂时地被加载气体正压。在此,运送物品到运输管道中的输入尤其有效地以如下方式实施,即在对压力容器加载正压期间,关闭在运送管道中设置在输入部段与气体压缩机之间的第二阀。
运送气体应在排出部段处尽可能完全地从运送的质量流中移除,从而因此将运送物品尽可能无气体地输送至挤出头。排出部段的尤其有效的设计方案提出:排出部段形成运送管道的最后一段并且构造为能被运送气体透过的软管。
在通过运送气体运输运送物品、例如粉末和类似物时,已知不同的运送方式。这些运送方式下面依次阐述。在此,在下面的实施方案的范围中首先假设:运送管道水平地延伸。
-在吹送的情况下,颗粒基本上分布在整个管横截面上。较大的颗粒、例如塑料颗粒相互冲击并且朝运送管道的壁部冲击,并且由此加载冲量,冲量引起横向运动和旋转运动。在更精细颗粒的情况下,这种运动已经通过气流的湍流本身引起。由于重力,在水平输送的情况下更多的颗粒处于运送管道的底部处。运送气体越慢地流动和/或颗粒越沉,颗粒就越强地在运输管道的底部处聚集。
-如果运送气体速度和颗粒质量的协调不再足以引起吹送,那么一些颗粒沉降在运输管道的底部,并且在那里作为所谓的线束被更快或更慢地继续运输。该状态称作为线束运送。运输运动在该状态下部分地由冲击颗粒引起,并且部分地由在收窄的横截面中更快的气流的阻力引起。
-如果在运输管道的壁部处存在颗粒的足够大的摩擦,则线束运送转换为所谓的静止的堆积物之上的线束运送。气流的速度在该情况下大致对应于颗粒的下降速度。
-如果气流的速度还进一步下降(或颗粒质量相应地升高),则固体材料仅还被沙丘式地运送,也就是颗粒从后面越过沙丘输送,但同时堆积在沙丘后面避免风吹。该状态被称为沙丘式运送。
-如果气流的速度还进一步下降(或颗粒质量相应地升高),则由沙丘形成球,所述球占据运送管道横截面的大部分。所述球仅被缓慢地运输经过运送管道。该状态称作为球式运送。
-沙丘式运送和球式运送都是不稳定的状态,这些状态在气流和/或质量流有微小波动的情况下就已经能够发生强烈改变。当气体压缩机不具有足够的压力储备时,波动会堵塞运送管道。在该情况下,仅当作用于栓塞上的压力克服其在运送管道的壁部处的摩擦力时,运送物品才能够被运送(所谓的栓塞运输)。在具有较强的摩擦的、相对精细或中等粗糙度的运送物品的情况下,栓塞形成会堵塞设备。沙丘效应在栓塞运送中仅还在运输管道的最上方区域中出现。在其余区域中,在栓塞后侧上(即在朝向压力侧的一侧上)的固体的一段向下缓慢飘落,并且在此容纳在后续的栓塞的前侧上。栓塞的长度是不定的。因此,该状态也是不稳定的。然而,通过适当的、也在现有技术中已知的附加措施,在栓塞运送时也能达到稳定的状态。
上面针对水平运送情况阐述的运送方式类似地也在竖直运送中出现。这对于本领域技术人员是普遍已知的。
通常将纯吹送也称作为稀相输送,对于其他运送方式而言通常也使用术语“密相输送”作为总称。在吹送的情况下,通常仅能够实现相对小的负荷,该负荷通常最大为15:1。负荷被定义为被运送的运送物品的质量与被运送的运送气体的质量的比例。吹送在实践中最常实现。对此的理由是:所需要的压力差小并且确保运行安全稳定的运行状态简单。然而在本发明的范围中,在运送管道中优选进行密相输送,尤其栓塞运送。在密相输送时能够实现显著更大的负荷,例如100:1或更高,部分甚至直至400:1。
此外,在气动运送中,区分不同的压力范围。0.2bar和1bar之间的压力范围通常称作为中压运送。将使用低于0.2bar的压力称作为低压运送,将使用高于1bar(通常直至最大10bar)的压力称作为高压运送。在低压运送中,将鼓风机用作为气体压缩机。运送气体的流速能够直至30m/s。负荷通常为5:1。在中压运送中,通常使用旋转活塞鼓风机。运送气体的流速大多位于15m/s和40m/s之间。负荷通常位于5:1和20:1之间。在高压运送中,需要螺旋式压缩机或活塞压缩机作为气体压缩机。运送气体的流速会相对小,例如大约2m/s至大约10m/s。负荷能够达到高于100:1的值,尤其直至150:1,并且在一些情况下甚至直至400:1。在本发明的范围中,优选实现高压运送。正压因此优选高于1bar。
优选地,中等颗粒尺寸为至少0.5mm。然而,中等颗粒尺寸不应超过2mm,优选1.5mm,还优选1mm。颗粒优选构造为球形。在偏离精确球形的情况下,相应颗粒的各个表面点距重心的间距的统计方差应最大为10%。中等颗粒尺寸还应优选是尽可能统一的。特别地,中等颗粒尺寸的统计方差(1σ方差)最大为20%。
为了确保稳定运行,优选借助于至少一个传感器检测运送管道中的运送状态。在该情况下,在调节装置中将运送状态与额定运送状态比较。由此,能够由调节装置根据该比较来调节运送物品到运送管道中的输入和/或运送物品在运送管道中的运送。
为了检测运送状态,例如能够通过压力传感器在运输管道的特定的部段处检测相应的局部压力。于是,从压力或其时间变化或(在多个检测部段的情况下)部段变化或时间与部段变化的评估中,能够推断出运送状态。运送物品到运输管道中的输入的调节例如能够通过变化用于输入的节奏来执行。在最简单的情况下,为此能够变化用于输入的周期。为了影响运送物品在运输管道中的运送,例如可行的是:在预设的部段处还将运送气体吹入到运输管道中。为此,能够设有相应的阀,经由阀能够设定运动气体到预设部段的输送。优选地,为了该目的,平行于运送管道布设气体管道(即其中仅运输运送气体但不运输运送物品的管道)。
所述目的还通过具有权利要求10的特征的制造机器来实现。制造机器的有利的设计方案是从属权利要求11至15的内容。
根据本发明,通过如下方式构造上述类型的制造机器,
-气体压缩机以经由第一阀绕过运送管道的方式与压力容器连接,并且为了将运送物品输入到运送管道中,气体压缩机通过打开第一阀而暂时地为压力容器加载气体正压,并且
-气体压缩机与运送管道经由第二阀连接,并且第二阀在压力容器加载气体正压期间关闭。
制造机器的有利的设计方案基本上对应于运行方法的有利的设计方案。
附图说明
本发明的上述特征、特性和优点以及实现其的方式和方法在实施例的下述描述中会更清楚明白,实施例结合附图详细阐述。在此示出:
图1示出制造机器,
图2示出时间流程图,
图3示出运送管道的端部部段,
图4示出运送管道的局部图,
图5示出运送物品的颗粒,
图6示出颗粒尺寸的统计评估,
图7示出中等颗粒尺寸的统计评估,和
图8示出调节结构。
具体实施方式
根据图1,用于增材制造(例如所谓的FDM方法)的制造机器具有挤出头1。挤出头1设置在制造机器的操纵器2处。操纵器2(由自动化装置3控制)能够以自动的方式移动。同时,借助操纵器2的移动也移动挤出头1。操纵器2的移动至少沿三个平移方向进行。这在图1中通过三个直的双箭头表明。通常操纵器2的枢转(和借助操纵器的挤出头1的枢转)可以达到三个旋转取向。这在图1中通过三个弯曲的双箭头表明。
在制造机器运行期间,首先将运送物品6从储备容器5(例如筒仓)填充至压力容器4(例如压力锅炉)。压力容器4通常固定地布置。运送物品6通常是塑料。可选地,运送物品在个别情况下能够为金属。运送物品6由多个颗粒7构成。在填充压力容器4之后,封闭压力容器4和储备容器5。此外,为压力容器4加载正压p。压力容器4的用正压p的加载经由制造机器的气体压缩机8实现,气体压缩机对运送气体9加载正压p。正压p通常高于1bar,例如为1.5bar和10bar之间。运送气体9通常是空气。然而可选地也能够为其他气体,例如保护气体。气体压缩机8应具有尽可能陡的特征曲线(与从气体压缩机8离开的运送气体9的速度相关的压力损失的高的上升)。例如,气体压缩机8能够构造为旋转活塞鼓风机或由常用的压缩空气网路供给的拉瓦尔喷嘴。
运送物品6在输入部段10处从压力容器4输入到制造机器的运送管道11中。输入部段10处于压力容器4附近。通过如下方式进行馈送物品6到运送管道11中的输入,即借助气体压缩机8,运送物品6(补充地参见图2)在经由第一阀12绕开运输管道11的情况下在第一时间段T1期间被暂时地加载正压p。在与其互补的第二时间段T2期间,在该情况下,压力容器4不被加载正压p。为了用正压p加载压力容器4,气体压缩机8以经由第一阀12绕过运送管道11的方式与压力容器4连接。为了加载正压p,第一阀12暂时地打开,而其在其余时间段期间保持关闭。第一阀12的操控同样通过自动化装置3进行。
运送物品6经由运送管道10从输入部段9运送至排出部段13。为了该目的,运送气体9能够借助于气体压缩机8在输入部段10的区域中被压入到运送管道11中。在排出部段13处,运送物品6被从运输管道11中排出并且输送至挤出头1。然而,在排出和输送之前,运送气体9在分离部段14处从运送管道11导出。由此,将运送物品6以几乎没有运送气体9的方式输送至挤出头1。导出由于正压p而自动地进行。不需要主动地抽出运送气体9。
例如,分离部段14能够根据图3中的图来形成运送管道11的最后一段并且构造为能被运送气体9透过的软管。可选地,分离部段14例如能够构造为具有适当的可透过性的膜片。然而,与分离部段的结构设计无关的是,分离部段14构造为,使得其一方面实现仅运送气体9的穿透并且还不实现运送物品6的颗粒7的穿透,但是另一方面使运送气体9仅克服尽可能小的流动阻力。
根据制造机器的设计方案和其各个部件的设置,运送管道11在个别情况下能够相对短(仅几米长)。然而同样可行的是:运送管道11具有可观的长度,例如数百米或甚至超过1000米。
根据图1所示,在气体压缩机8与运送管道11之间设有第二阀15。由此,气体压缩机8与运送管道11经由第二阀15连接。第二阀15由自动化装置3控制。操控尤其能够根据图2中的图进行,使得第二阀15在第三时间段T3期间打开并且在与此互补的第四时间段T4期间关闭。根据图2中的图,在该情况下,第一阀12和第二阀15的操控基本上相反。因此,尤其在对压力容器4加载正压p期间,第二阀15关闭。相反的操控不必直接彼此1:1对应。可以实现存在一定叠。
在挤出头1中将运送物品6塑化。例如,运送物品能够借助于加热装置(未示出)熔化。挤出头1还具有喷嘴16。在塑化之后,运送物品6(运送物品从现在开始不再具有颗粒7,而是为塑化的物料)经由喷嘴16被逐点地挤出。塑化的物料涂覆到基底17上(基底原则上能够是任意性质的)。在挤出塑化的运送物品6(或塑化的物料)期间,挤出头1借助于操纵器2动态地移动。由此逐渐构建期望的结构。由于挤出头1也在运输运送物品6期间动态地移动,运送管道11至少在特定的部段中构造为柔性的软管。可选地或附加地,具有管部段的设计方案是可行的,这些管部段经由接头彼此连接。
在运送管道11中根据图4中的图进行密相运送,尤其进行栓塞运送。负荷能够为100:1或更高。但是,如果在个别情况下期望不同类型的运行,则这能够容易地(也自动化地)设定。
运送物品6的颗粒7根据图5中的图优选构造为球形。颗粒(补充地参见图6)具有至少0.5mm的中等颗粒尺寸d0。然而,在相应的一个颗粒7中,颗粒尺寸d的微小波动可以起到指明得出的颗粒尺寸d的方向的作用。波动通常最大位于±10%的范围中。以一个颗粒7接着另一个颗粒7的方式,这些颗粒7还具有尽可能统一的中等颗粒尺寸d0。特别地,以足够大数量的颗粒7来观察,根据图7所示,中等颗粒尺寸d0的统计方差最大为20%。该设计方案简化了稳定的运送状态的设定。
根据图8中的图,优选借助于至少一个传感器18(例如压力传感器)检测运送管道11的运送状态F。运送状态F输送至调节装置19。调节装置19例如能够作为自动化装置3之内的软件模块实现。在调节装置19中将运送F与额定运送状态F*比较。根据比较,由调节装置19调节运送物品6到运送管道11中的输入和/或运送物品6在运送管道11中的运送。
例如,调节装置19能够改变用于实施输入的周期(即时间段T1和T2的和)。该改变可选地能够在具有或没有时间段T1与T2彼此间的比例的情况下进行。只要需要并且有意义,调节装置19可选地或附加地也能够改变时间段T3与T4。可选地或附加地可行的是:在预设的部段处还将运送气体9吹入到运送管道11中。为此,优选平行于运送管道11地布设气体管道20。在气体管道20中仅引导运送气体9,但是不引导运送物品6。气体管道20和运送管道11在预设部段处经由阀21彼此连接。附加的运送气体9的吹入通过由调节装置19相应操控阀21来实现。可选地或附加地可行的是:通过相应操控气体压缩机8改变正压p。
如果在上面阐述的设计方案的范围中运送物品6从压力容器4中完全输入到运输管道11中并且运送至挤出头1,则运送物品6的运送被短暂地中断。在正压p降低之后,压力容器4被打开,被重新从储备容器5填充并且被再次关闭。可选地可行的是:设有多个压力容器4,压力容器能够并联或串联。通过该设计方案可行的是:运送物品6的运送一定程度连续地执行。
综上所述,本发明因此涉及如下情况:
由颗粒7构成的运送物品6在输入部段10处从压力容器4输入到运送管道11中,从那里经由运送管道11运送至排出部段13,在那里从运送管道11排出并且输送至挤出头1。运送物品6在挤出头1中被塑化并且在塑化后经由挤出头1的喷嘴16被逐点地挤出。挤出头1在塑化的运送物品6被挤出期间借助于操纵器2动态地移动。运送气体9借助于气体压缩机8在输入部段10的区域中压入到运送管道11中。运送气体在排出部段13的区域中在分离部段14处从运送管道11中导出。
本发明具有很多优点。由于通过压力由运送管道11(相反于抽吸)运输运送物品6,实现容易地运输运送物品6,而不负面地影响挤出头1的运行(其动态定位尤其包括静态的和/或动态的定位精度)。由于密相运送,获得运送路径的能量高效的、低磨损的运行。这尤其在栓塞运送时是适用的。能够在长的运送路径(部分地直至数千米)之上运送极其高的负荷(通常至少100:1,在极端情况下直至400:1)。尤其在具有多个制造机器的打印机场合中使用的情况下,由此能够使用更长的运送管道11,所述运送管道例如从共同的压力容器4中运输运送物品6。可能地,在运送路径之内能够进行运送物品6的附加处理,例如干燥或预热。甚至还会可行的是:以受控的方式将不同的运送物品6从多个压力容器4顺序地输入到运送管道11中,并且由此将运送物品6的已经预先混合的混合物输送至挤压头1,混合物在挤压头1中仅还必须熔化,但是不必再进一步混合。
Claims (15)
1.一种用于制造机器的运行方法,
-其中,将由具有中等颗粒尺寸(d0)的颗粒(7)构成的运送物品(6)在输入部段(10)处从压力容器(4)输入到运送管道(11)中,将所述运送物品经由所述运送管道(11)从所述输入部段运送至排出部段(13),在所述排出部段处将所述运送物品从所述运送管道(11)排出并且输送至挤出头(1);
-其中,在所述挤出头(1)中将所述运送物品(6)塑化,并且在所述塑化之后将所述运送物品经由所述挤出头(1)的喷嘴(16)逐点地挤出;
-其中,在塑化的所述运送物品(6)被挤出期间借助于操纵器(2)动态地移动所述挤出头(1);
-其中,借助于气体压缩机(8)在所述输入部段(10)的区域中将运送气体(9)压入到所述运送管道(11)中,并且在所述排出部段(13)的区域中将所述运送气体在分离部段(14)处从所述运送管道(11)中导出;
其特征在于,
为了将所述运送物品输入到所述运送管道(11)中,借助于所述气体压缩机(8)以经由第一阀(12)绕过所述运送管道(11)的方式暂时地为所述运送物品(6)加载气体正压(p),并且在为所述压力容器(4)加载所述气体正压(p)期间,关闭在所述运送管道(11)中设置在所述输入部段(10)与所述气体压缩机(8)之间的第二阀(15)。
2.根据权利要求1所述的运行方法,其特征在于,所述排出部段(13)形成所述运送管道(11)的最后一段并且构造为能被所述运送气体(9)透过的软管。
3.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,在所述运送管道(11)中进行密相输送,尤其进行栓塞输送。
4.根据权利要求3所述的运行方法,其特征在于,被运送的运送物品(6)的质量与被运送的运送气体(9)的质量的比例为100:1或更高。
5.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,所述气体正压(p)高于1bar。
6.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,所述中等颗粒尺寸(d0)为至少0.5mm。
7.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,所述颗粒(7)构造为球形。
8.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,所述中等颗粒尺寸(d0)的统计方差为最大20%。
9.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,借助于至少一个传感器(18)检测所述运送管道(11)中的运送状态(F),从而在调节装置(19)中将所述运送状态(11)与额定运送状态(F*)比较,并且由所述调节装置(19)根据所述比较来调节所述运送物品(6)到所述运送管道(11)中的输入和/或所述运送物品(6)在所述运送管道(11)中的运送。
10.一种制造机器,
-其中,所述制造机器具有:压力容器(4)、具有输入部段(10)和排出部段(13)的运送管道(11)、具有喷嘴(16)的挤出头(1)、操纵器(2)和气体压缩机(8);
-其中,由具有中等颗粒尺寸(d0)的颗粒(7)构成的运送物品(6)在所述输入部段(10)处从所述压力容器(4)输入到所述运送管道(11)中,所述运送物品经由所述运送管道(11)运送至所述排出部段(13),所述运送物品在所述排出部段处从所述运送管道(11)被排出并且输送至所述挤出头(1);
-其中,所述运送物品(6)在所述挤出头(1)中被塑化并且在所述塑化之后经由所述喷嘴(16)被挤出;
-其中,所述挤出头(1)布置在所述操纵器(2)处,并且所述挤出头在塑化的所述运送物品(6)被挤出期间借助于所述操纵器(2)动态地移动;
-其中,运送气体(9)借助于所述气体压缩机(8)在所述输入部段(10)的区域中压入到所述运送管道(11)中,并且运送气体在所述排出部段(13)的区域中在分离部段(14)处从所述运送管道(11)中导出;
其特征在于,
所述气体压缩机(8)以经由第一阀(12)绕过所述运送管道(11)的方式与所述压力容器(4)连接,并且为了将所述运送物品(6)输入到所述运送管道(11)中,所述气体压缩机(8)通过打开所述第一阀(12)而暂时地为所述压力容器(4)加载气体正压(p),并且所述气体压缩机(8)与所述运送管道(11)经由第二阀(15)连接,并且所述第二阀(15)在所述压力容器(4)加载所述气体正压(p)期间关闭。
11.根据权利要求10所述的制造机器,其特征在于,所述排出部段(13)形成所述运送管道(11)的最后一段并且构造为能被所述运送气体(9)透过的软管。
12.根据权利要求10或11所述的制造机器,其特征在于,在所述运送管道(11)中进行密相输送,尤其进行栓塞输送。
13.根据权利要求12所述的制造机器,其特征在于,被运送的运送物品(6)的质量与被运送的运送气体(9)的质量的比例能够设定为100:1或更高。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的制造机器,其特征在于,借助于所述气体压缩机(8)能够产生高于1bar的气体正压(p)。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的制造机器,其特征在于,借助于至少一个传感器(18)检测所述运送管道(11)中的运送状态(F),在调节装置(19)中将所述运送状态(F)与额定运送状态(F*)比较,并且由所述调节装置(19)根据所述比较来调节所述运送物品(6)到所述运送管道(11)中的输入和/或所述运送物品(6)在所述运送管道(11)中的运送。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
US20020187012A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-12 | Herbert Grasshoff | Method and apparatus for the pneumatic conveying of fine bulk material |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19943504C5 (de) * | 1999-09-10 | 2005-10-13 | Coperion Waeschle Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur pneumatischen Förderung von Schüttgut |
US20020187012A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-12 | Herbert Grasshoff | Method and apparatus for the pneumatic conveying of fine bulk material |
EP2886277A1 (en) * | 2011-11-01 | 2015-06-24 | Loughborough University | Method and apparatus for delivery of cementitious material |
WO2016088042A1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | Sabic Global Technologies B.V. | Additive manufacturing process automation systems and methods |
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