CN111356567A - 用于制造覆层的塑料构件的设施以及用于其的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产覆层的塑料构件的设施，其具有：第一塑料制造设备和至少一个第二塑料制造设备，以生产塑料构件；用于塑料构件表面覆层的覆层设备。根据本发明，覆层设备具有：第一覆层线，所述第一覆层线与第一塑料制造设备相关联；和至少一个第二覆层线，所述至少一个第二覆层线与第一和/或第二塑料制造设备相关联。第一和/或第二塑料制造设备优选是注塑设备或增材制造设备。此外，本发明涉及一种用于此的方法。

Description

用于制造覆层的塑料构件的设施以及用于其的方法

技术背景

1.技术领域

本发明涉及一种用于制造覆层的构件的设施以及用于制造覆层的构件的方法。

2.现有技术

在制造构件、即例如一些在例如车辆颜色中需要覆层的车辆构件——如保险杠、散热器格栅、后视镜壳等——时通常使用诸如注塑或增材制造——也称作为3D打印——等方法。在此，通常需要能够以不同的数量和不同的大小配套地产生两个或更多个构件。在这种情况下例如能够批量地进行生产，即首先生产第一批次的第一构件并且随后生产第二批次的一个或多个第二构件。替选地，在所提出的情况下能够借助两个不同的生产机器来工作。在任何情况下，在相同的时间段生产相应的构件类型的不同多量的构件。

在生产过程之后，首先将由生产机器生产的构件手动地置于适合于覆层的载物台上，并且引至中间存储区以进行缓冲。由于通常覆层设施能够连续地工作并且必须更频繁地维护生产机器，则首先生产更大数量的构件。一旦对于后续要操作的覆层设施提供数量足够的构件，就能够针对该类型的构件启动覆层过程。

该过程的缺点是：将构件安放到覆层载物台上需要大量手动的工作时间，构件的中间缓存需要相应大尺寸设计的缓存存储器，需要相应的维护时间并且在缓存存储器中还仓储一定数量的覆层载物台，这些覆层载物台无法用于其他目的并且还必须定期从覆层中释放出来。

发明内容

本发明的目的是：提出用于生产覆层的构件的设施以及用于此的方法，所述设施和方法至少减小上述缺点并且尤其缩短维护时间，减小所需的覆层载物台数量并且有助于消除缓存存储器的必要性。

所述目的通过根据独立设备权利要求的用于生产覆层的构件的设施来实现。

用于制造覆层的构件的根据本发明的设施包括第一制造设备和至少一个第二制造设备，以例如以增材制造方法和/或以注塑方法生产构件。此外，设施包括用于构件表面处理的覆层设备。这种设施例如能够为涂漆设施，在该涂漆设施中将漆层施加到构件上。在此其例如能够为湿漆或粉末漆。显然，用于适合的表面精制的其他覆层类型也是可行的。

根据本发明，覆层设备具有：第一覆层线，所述第一覆层线与第一制造设备相关联；和至少一个第二覆层线，所述至少一个第二覆层线与第二制造设备相关联。以该方式能够解决所提出的问题中的多个问题。通过分别将一覆层线——在涂漆设施的情况下例如为用于至少一个制造设备的涂漆线——与至少一个制造设备相关联，能够将覆层线和制造设备的定时相互协调。在此，尤其优选的是由具有不同定时的两个制造设备和两个可相应地与定时分别匹配的覆层线构成的组合。显然，该设计也能够扩展到具有至少一个覆层线或更大数量覆层线的更大数量的制造设备。在此也能够提出：例如为三个或更多个制造设备设有两个或更多个覆层线或者相反地为两个或更多个制造设备——一定程度上以矩阵布置——设有三个或更多个覆层线。这在通过相应的设备——覆层线或制造设备——之后能够得出。

在本发明的一个有利的实施方式中，第一覆层线和至少第二覆层线的相应的定时能够对应于相关联的所述第一和第二制造设备的定时。也能够将不同的生产机器与至少一个覆层线组合，其中能够分别适配定时。这决定性地减小的总设施的维护时间或死时间。

在设施的一个具体的实施方式中，第一和/或第二制造设备是注塑设备或增材制造设备。在此，根据要求能够执行制造类型——注塑和增材制造——的不同组合。注射设备能够在第一线中设计用于生产塑料构件。也称作为3D打印的增材制造设备当前代表如下过程，其中基于三维的结构数据通过例如逐层堆积材料来构建构件。在此，能够使用不同的材料、例如金属、塑料和复合材料。

在设施的一个实施方式中，将一个或多个制造设备设计为增材制造设备并且安排制造过程，使得从压制过程中产生多个构件，这些构件分布到至少两个覆层线上。因此，能够充分利用在借助于增材制造进行制造时的多样性并且在压制过程中生产不同的构件。同时，可能对于不同构件所需的不同的覆层能够通过两个或更多个覆层线来实现。

有利地，在设施中，在增材制造设备和覆层线之间设置有平滑处理设备。通常，增材制造设备借助于逐层构建要制造的构件来工作。在此，通过逐层构建能够在构件表面处出现不期望的非平坦性。尽管如此，为了在后续的覆层之前实现期望的平滑的表面，例如能够通过退火、通过喷砂工艺和/或通过磨削过程对制成的构件进行表面处理。在此，替选地或附加地，能够移除可能存在的支撑结构、将棱边倒圆、对表面抛光和/或一般性地准备用于随后的覆层。这也能够包括如下过程，即例如抽吸、吹扫、清洗、刷净、化学表面预处理和/或等离子处理。

优选地，涉及用于生产塑料件的生产方法并且至少一个覆层线涉及用于对塑料件覆层。

在设施的一个有利的设计方案中，第一覆层线和至少第二覆层线彼此共享覆层设备部件，如空气输送装置、空气导出装置、覆层材料输送器、覆层材料导出器、例如用于操作任务和/或表面处理任务、即例如覆层、电离等或覆层室外套的部分的机器人。因此，仅现需要一次性地根据覆层设备维持可共用的部件。这减小了覆层设备进而总设施的生产成本。

在一个有利的改进中，设施包括与制造设备相关联的自动的馈送设备以将构件馈送到覆层运输系统上，借助所述覆层运送系统能够将塑料构件运输至覆层设备并且运输经过相应的覆层设施。例如，构件能够与覆层载物台连接——例如套上或放上——到所述覆层载物台上并且在后续处理的一部分——例如干燥——期间借助所述覆层载物台来保持。自动的馈送设备实现设施的大范围的自动化。与制造设备和覆层线的可彼此协调的定时相配合地得到尤其短的覆层时间。

尤其在增材制造设备的情况下，除了手动移除构件之外能够借助于提取机器人自动地提取制成的构件并且递交给馈送设备。此外，能够通过这种机器人或其他机器人、例如以通过图像识别设备支持的方式进行分割步骤。在各个处理站之间递交能够借助于适合的操作站、即例如具有适合的抓手的多轴机器人或通过适合的运输装置来进行。

当分别在至少一个制造设备和至少一个相关联的覆层设备之间设置有馈送设备时，得到尤其有利的设施。这实现将制造设备的相应的定时与覆层线特别简单且精确地协调。

在一个同样有利的改进中，设施包括用于对构件退火的设备，其中退火设备安置在覆层设备的上游或下游。因此，在安置在下游的生产步骤中能够进行退火、即例如构件的加热和/或冷却。

在该上下文中能够有利的是：在覆层设备和退火设备之间设置有转移装置，所述转移装置用于将构件从覆层载物台转移到退火载物台上。在此，转移装置例如能够仅供应一个覆层线或两个覆层线，进而将构件转移到适合于退火的载物台上。

替选地，能够为构件设有覆层载物台并且在覆层设备和退火设备之间设置有转移装置，所述转移装置用于将构件与覆层载物台从覆层运输系统转移到退火运输系统上。

将构件连同覆层载物台一起转移具有的优点一方面是：在覆层设备和退火设备之间不必将覆层的构件从覆层载物台倒仓到另一载物台上。还减小了可能还不完全固定的覆层或例如还碰撞敏感的覆层的损坏。另一方面，例如能够通过使用相应的容纳件、即例如用于覆层载物台的涂漆底座或干燥底座能够实现材料量的减小，所述材料量尤其在覆层和退火之后必须再次清洁。

所述目的也通过一种根据独立方法权利要求的用于制造覆层的构件的方法来实现。

根据本发明的方法具有如下步骤：借助第一制造设备生产第一构件；借助第二制造设备生产第二构件；将构件例如借助于载物台馈送到运输系统上；借助运输系统将例如载物台上的第一构件运输经过覆层设施的第一覆层线并且在至少一个覆层线中对构件覆层；借助运输系统将——例如在载物台上的——第二构件运输经过覆层设施的第一或第二覆层线并且在第一或第二覆层线中对构件覆层。

第一和/或第二制造设备例如能够为注塑设备和/或用于增材制造的设备。构件例如是塑料构件、尤其注塑构件和/或通过增材制造生产的塑料构件。

对于增材制造设备的情况而言，在覆层之前能够进行就制造所引起的构件表面非平坦性的平滑处理或构件的清洁而言的表面处理。这能够包括使用温度控制的工艺、打磨处理工艺、化学表面处理和/或物理方法、即例如等离子处理。有利地，构件的生产和构件的相关联的覆层能够在时间上相互协调，使得不会进行构件的暂存。

构件的增材制造当前对于相似的构件大小和几何形状需要比其他的制造方法、即例如注塑更长的制造时间。因此，对于相似的构件流需要多个制造设备，以便装配覆层线，所述覆层线对其他的制造方法和与其关联的构件流做准备。根据要生产的构件的类型，也能够组合不同的生产方法，以便使现有的覆层线最佳地承受负荷并且避免不必要的空转时间。

在本发明的一个设计方案中，在注塑机器中使用模内涂漆方法和/或在增材制造时变化构件的底色，即在制造时已经能够确定构件的底色。于是，用于这种构件的后续的覆层的相关联的覆层线用于对已经具有期望着色的、所产生的表面进行精制/调质。

此外，在对构件覆层之后或之前，能够对构件或构件的在其上产生的覆层进行退火或蒸发或硬化。

因此能够也在方法的范围中实现本发明的优点。

因此，根据本发明，为每个注塑机器和/或至少一个增材制造设备(3D打印机)提供一覆层线、即例如涂漆线。相应的覆层线的定时与注塑机器或3D打印机的定时相协调。处理仅还自动进行。不存在注塑机器、3D打印机和覆层线之间的缓存。在覆层线中，在干燥器/炉之前能够更换运输元件。于是，构件自动地在蒸发之后从覆层载物台转移到干燥器载物台上。所述构件置于干燥器底座上。因此，形成至少两个货物运输保持回路，即至少一个用于覆层本身并且至少一个用于干燥器/炉和可能随后的其他处理、例如在安装中的处理。

因为从注塑机器和/或增材制造机器到覆层线不存在或仅存在少量暂存，所以能够减小(要除漆的)单独的覆层载物台的数量，包括所属的覆层底座的数量，其中能够将用于运输过程的载物台固定在所述覆层底座处。

附图说明

下面，根据附图详细阐述本发明的实施例。在附图中示出：

图1为用于生产塑料构件的设施的第一实施方式的示意图；

图2为用于生产塑料构件的设施的第二实施方式的示意图；以及

图3为根据本发明的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出用于生产塑料构件、例如车辆构件(保险杠、散热器格栅、后视镜壳等)的设施10的第一实施方式的示意图。在图1中示出的实施方式中设施10包括两个注塑机器，即仅示意表明的第一注塑机器12和第二注塑机器14。注塑机器12、14在压力下将液化塑料注入到注塑工具中。塑料例如能够为热塑性塑料、热固性塑料或弹性体。当前，这两个注塑机器12、14作为结构相同的机器示出。也能够想到一个注塑机器具有与另一注塑机器不同的结构和可能还有不同的生产率。替选地，代替注塑机器，能够为用于增材制造的机器。注塑机器和用于增材制造的机器也能够共存于设施中。由于不同的生产时间，也能够为塑料构件的增材制造设有多于两个机器。

如在附图中用字母A和B表示的那样，第一注塑机器12生产第一类型A的塑料构件121，并且第二注塑机器14生产第二类型B的第二塑料构件141。第一类型A的形状、大小、特性或其他方面可以与类型B不同。但是这两种类型A和B也可以是相同的，但是这两个注塑机器12、14的生产率不同。

在当前的设施10的实施方式中，示出具有两个注塑机器12、14的结构。在本发明的范围中也能够想到为两个或更多个覆层线设有多于两个注塑机器。

如已经提及的那样，代替注塑机器，增材制造设备也能够与注塑机器一起提供。特别地，在这两个制造工艺(注塑/增材制造)混合的情况下，能够考虑由于设置两个或更多个覆层线引起的强烈不同的制造速度，而不必设有附加的缓存装置。因此，能够以不同的制造工艺制造用于构件的不同的部件并且根据不同的制造速度将这些不同的部件分布到相应的相关联的覆层线上。

这两个注塑机器12、14的每个与馈送设备16、18相关联。馈送设备16、18拿取由注塑机器12、14生产的塑料构件121、141并且将所述塑料构件安放在覆层载物台20上。当前，为第一注塑机器12的塑料构件121和为第二注塑机器14的塑料构件141设有结构相同的覆层载物台20。但是由于相应的塑料构件的特性也可能必须使用不同的覆层载物台。

馈送设备16、18自动工作，与相应的注塑机器12、14同步并且一般不需要操作。馈送设备16、18尤其也能够在增材制造时执行分割过程，必要时借助图像识别来进行。以涂漆线22、24形式的覆层设施30与每个馈送设备16、18进而也与在当前的实施方式中每个注塑机器12、14相关联，所述覆层设施分别借助于运输设备26、28连同覆层载物台20(其承载生产的注塑构件121、141)输送。

涂漆线22、24是涂漆设施30的一部分并且可彼此独立地配备和同步。因此，涂漆线22、24能够匹配于相关联的注塑机器12、14和相应的塑料构件121、141的相应的要求。在涂漆设施30中，进行对于塑料构件覆层所需的步骤、即例如除毛刺、研磨、清洁、预处理、覆层、蒸发、重复覆层等。预处理尤其也能够包括尤其在增材制造之后可能需要的使用已经提出的方法，或者在增材制造步骤之后或在接近平滑处理时附加的清洁将表面平滑处理，以便实现对于后续覆层具有最佳的附着特性的更清洁的表面。

在此，根据生产率能够执行手动的或自动的处理工艺，例如使用涂漆机器人，必要时也执行检查/评审或功能测试工艺。

涂漆线22、24能够完全彼此分开地构成并且可彼此分开地控制和运行。但是，有利地，这两个涂漆线22、24具有可共用的部件。例如，涂漆线22、24能够具有共同的空调装置、共同的能量感应装置或共同的涂漆材料供应装置并且必要时也能够相应共同地启动。

通过涂漆设施30之后，在当前示出的实施方式中，运输设备26、28耦联到共同的转移器32处，所述转移器执行将塑料构件121、141转移到退火载物台34上。退火载物台例如能够为用于单独的构件的单独的载物台。于是，载物台能够附加地放到涂漆底座上。载物台的使用提供的优点是，覆层载物台20能够例如还在固定以不期望的方式施加的覆层之前通过加热以显著更简单的方式，例如除漆清洁。

借助于退火载物台34和相应的运输工程装置将覆层的塑料构件121、141输送给炉36。在炉36中塑料构件121、141经受退火步骤，所述退火步骤例如通过加热引起覆层的固定。显然地，在经过涂漆线22、24之后附加地或替选地也能够执行其他的继续处理步骤。这在图1中通过继续处理站38象征性地示出。

图2示出设施200的第二实施方式的示意图。为避免重复，与图1描述的设施10相同或类似的设施200的特征不重新单独进行阐述并且以相同的附图标记标识。

设施200同样设计用于生产塑料构件并且同样包括两个注塑机器12、14，所述注塑机器生产塑料构件212、214。塑料构件212、214借助于馈送设备16、18馈送到运输设备26、28上。与图1的实施方式不同，塑料构件212、214用于运输和在运输期间经过多个工作步骤与载物台220、222连接。连接例如能够通过套上、插上、悬挂、粘贴、拧紧等方式建立。如从图2可见：塑料构件212、214也在覆层过程之后和从朝涂漆设施30并且经过涂漆设施30运输的运输工程装置26、28转移到将塑料构件212、214运输到炉36的运输工程装置上之后与载物台220、222连接。

图3示出示例性的根据本发明的方法的流程图。该方法提出如下步骤：

借助第一注塑设备生产第一注塑件并且借助第二注塑设备生产第二注塑件(S1)。借助分开的注塑设备分开地生产注塑件例如允许对于不同构件的分开的定时。代替两个注塑设备中的一个，也能够存在增材制造设备以制造构件。

在下一步骤(S2)中，将注塑件/构件馈送到具有载物台的运输系统上。运输系统设计用于：将载物台上的第一注塑件/构件运输经过覆层设施的第一覆层线并且将载物台上的第二注塑件/构件运输经过第二覆层线(S3)。

在相应的覆层线中对相应的注塑件/构件进行覆层(S4)。

Claims (13)

1.一种用于生产覆层的塑料构件(121，141)的设施(10)，其具有：

a)第一塑料制造设备(12)和至少一个第二塑料制造设备(14)，以生产塑料构件(121、141)；

b)用于塑料构件的表面覆层的覆层设备(30)；

其特征在于，

c)所述覆层设备(30)具有：第一覆层线(22)，所述第一覆层线与所述第一塑料制造设备(12)相关联；和至少一个第二覆层线(24)，所述至少一个第二覆层线与所述第一塑料制造设备和/或所述第二塑料制造设备(14)相关联。

2.根据权利要求1所述的设施，其中所述第一覆层线和至少所述第二覆层线(22、24)的相应的定时对应于相关联的所述第一塑料制造设备和第二塑料制造设备(12、14)的定时。

3.根据上述权利要求中任一项所述的设施，其中所述第一塑料制造设备和/或所述第二塑料制造设备是注塑设备或增材制造设备。

4.根据权利要求3所述的设施，其中在所述塑料制造设备和所述覆层线之间设置有平滑处理设备。

5.根据上述权利要求中任一项所述的设施，其中所述第一覆层线(22)和所述至少第二覆层线(24)彼此共享覆层设备部件、如空气输送装置、空气导出装置、覆层材料输送器、覆层材料导出器、例如用于操作任务和/或表面处理任务或覆层室外套的部分的机器人。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设施，其具有与所述塑料制造设备(12、14)相关联的自动的馈送设备(16、18)以将所述塑料构件(121、141)馈送到覆层运输系统(26、28)上，借助所述覆层运送系统能够将所述塑料构件(121、141)运输至所述覆层设备(30)并且运输经过所述覆层设备(30)。

7.根据权利要求6所述的设施，其中分别在塑料制造设备(12、14)和相关联的覆层设备(22、24)之间设置有馈送设备(16、18)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的设施，其具有用于对所述塑料构件(121、141)进行退火的设备(36)，其中所述退火设备安置在所述覆层设备(30)的下游或上游。

9.根据权利要求8所述的设施，其中在所述覆层设备(30)和所述退火设备(36)之间设置有转移装置(32)，所述转移装置用于将所述塑料构件(121、141)从覆层载物台(20)转移到退火载物台(34)上。

10.根据引用权利要求6的权利要求8所述的设施，其中为所述塑料构件(121、141)设有覆层载物台，并且在所述覆层设备(30)和所述退火设备(36)之间设置有转移装置(32)，所述转移装置用于将所述塑料构件(121、141)与所述覆层载物台(20)从所述覆层运输系统转移到退火运输系统上。

11.一种用于生产覆层的塑料构件的方法，其具有如下步骤：

-借助第一塑料制造设备生产第一塑料件(S1)；

-借助第二塑料制造设备生产第二塑料件(S1)；

-将所述塑料件馈送到运输系统上(S2)；

-借助所述运输系统将所述第一塑料件运输经过覆层设施的第一覆层线(S3)并且在所述第一覆层线中对所述塑料件覆层(S4)；

-借助所述运输系统将所述第二塑料件运输经过所述覆层设施的第二覆层线(S3)并且在所述第二覆层线中对所述塑料件覆层(S4)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将生产塑料件和相关联的对所述塑料件覆层在时间上相互协调，使得无需暂存所述塑料件。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中在对所述注塑件覆层之后进行所述注塑件的退火。

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