CN115256941A - 立体平版印刷设备的材料供应装置 - Google Patents

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J·埃伯特
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Abstract

在立体平版印刷设备中设有用于要硬化的印刷材料(16)、特别是光敏聚合物的材料供应装置。所述材料供应装置(10)容纳材料筒(12)，所述材料筒又容纳并且全面包围印刷材料(16)。所述材料筒(12)能与出口阀单元(20)液体密封地连接，通过所述出口阀单元能输出印刷材料(16)并且所述出口阀单元至少部分地容纳在所述材料供应装置(10)中，并且至少部分地支撑在所述材料供应装置上或中，或者相对于所述材料供应装置密封。所述出口阀单元(20)具有阀(100)，所述阀根据材料供应装置(10)和立体平版印刷设备的相对位置、特别是摆动位置打开和关闭。

Description

立体平版印刷设备的材料供应装置
本申请是基于申请号为201910115251.7，申请日为2019年02月15日，发明名称为“立体平版印刷设备的材料供应装置”的中国专利申请提出的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种材料供应装置以及一种立体平版印刷设备。
背景技术
快速原型法越来越多地得到应用，用以基于CAD/CAM数据快速地且高精度地制作构件。
在已知的方法中，立体平版印刷法较为突出，这种方法特别是应用在牙科技术领域中并且能够越来越广泛地得到应用。按本身已知的方式由液体、即印刷材料通过具有确定结构的照射来逐层的构造相关构件。
这里，层厚在0.05至0.25mm之间，这相应地对构造平台的驱动装置或者也对印刷材料浴的供应提出了较高的要求。
另一方面，对于不同构件的制造需要不同的结构。仅出于颜色选择的角度，有利的是，能够使用不同的印刷材料。
因此已经提出，利用活动的池工作，所述池分别容纳具有希望的颜色的印刷材料，并且将带有相应希望的印刷材料颜色的希望的池移动到有效区域，即移动到制造构件的区域。
由于所使用的印刷材料通常是光敏的，所述池设有适当的盖子或其他覆盖件，以便避免印刷材料提早干燥。
但这种解决方案是不能令人满意的，因为对池的操作通常会导致或至少可能导致损失印刷材料并且也导致对环境的污染，同时也不能避免发生混淆。
由WO 2010/45951 A1已知另一种立体平版印刷法，其中，主要使用了一个池和一个筒。不利的是，这种方法特别是在更换印刷材料时灵活性较差。
发明内容
与此相对，本发明的目的是，提供一种材料供应装置以及一种立体平版印刷设备，所述材料供应装置使得相关立体平版印刷设备能更为通用地使用并且操作更为可靠。
根据本发明提出一种具有材料筒的材料供应装置，所述材料筒也可以称为盒并且是全面封闭的。通过这种封闭的设计实现了一种不透光的材料供应装置，而与材料筒是否设置在材料供应装置中无关。
所述材料供应装置因此包括容纳框架、所述容纳框架是可打开的并且是能封闭的、特别是能不透光地封闭的。根据本发明的、特别是可以将瓶状的材料筒安装在这个容纳框架中。所述材料筒本身又容纳印刷材料并且设计成，使得可以输出所述印刷材料，以用于快速原型装置、特别是立体平版印刷设备。
根据本发明，所述材料供应装置具有特殊的材料筒，所述材料筒具有出口阀单元。在需要时，通过所述出口阀单元从所述材料筒中输出印刷材料。是否能够输出印刷材料此外还取决于材料供应装置相对于立体平版印刷设备的相对位置。
在有利的实施形式中，在材料筒位于出口阀单元上方时，所述阀打开，而在材料筒位于出口阀单元的侧向时，所述阀关闭。
所述材料筒优选构造成瓶体。出口阀单元可以安装在所述瓶体的接口上、例如螺纹接口上。
当材料筒摆动到所述材料筒以出口向下延伸的竖直位置中时，通过所述出口阀单元的与材料筒连接的部分的这种运动使所述阀打开。
因此，在这个位置中形成从材料筒直到出口阀单元的出口的流体连通。所述流体连通通入用于容纳印刷材料的池中，从而所述印刷材料可以从瓶体中流入池中。
当材料筒沿侧向向下摆动，使得材料筒基本上水平延伸时，则阀单元的与瓶体的出口连接的部分与此同时摆动。这种运动关闭所述阀。
在有利的设计方案中设定，在这个位置中可以将出口阀单元从材料供应装置的容纳框架中取出。为此，设有滑移导向结构，所述滑移导向结构使得可以向上取出出口阀单元的相关部件。
在这个位置中，瓶体可以与出口阀单元一起用新的瓶体替换。为此，可以将新的出口阀单元旋拧到新的瓶体上，或者将现有的出口阀单元旋下并将其旋拧到新的瓶体上。
根据本发明有利的是，设有铰链，所述铰链集成在出口阀单元中并且所述出口阀单元分成两个部分，这两个部分通过所述铰链能摆动地相互连接。
第一铰接部分优选具有用于材料筒的接口。当所述材料筒构造成瓶体时，所述瓶体具有瓶颈或瓶出口。所述瓶出口可以带有外螺纹，并且第一铰接部分此时可以旋拧到外螺纹上。
可以理解的是，替代螺纹接口，也可以在这里实现任意其他的连接结构，例如卡口连接结构。
另一个铰接部分优选构造成，使得此外还确保连接到材料供应装置上。
优选第二铰接部分为此具有滑移导向结构，例如侧向突起的榫头，所述榫头能插入材料供应装置的容纳框架上的相应槽中。
根据本发明的铰链允许材料筒相对于容纳框架摆动90度。在竖直的位置中，材料筒颠倒地支撑并且所述阀打开。
在平放的位置中，材料筒在铰链的侧面延伸并且出口阀单元和阀关闭。
在材料筒平放的位置中，前面所述的滑移导向装置是可接近的，并且材料筒连同出口阀单元是可取出的并且能装入带有出口阀单元的新材料筒。
与此相对，在材料筒的竖直位置中，滑移导向结构被锁止，从而在阀打开时不会无意中将材料筒拉出，这可能会导致对立体平版印刷设备的污染。
第二铰接部分以管的形式向下延伸。这个管构成出口阀单元的出口并且通入所述池。
在将快速原型装置实现为立体平版印刷设备时，如前面说明的那样设有池，可以将印刷材料从材料筒中输出到所述池中。材料筒为此根据本发明具有出口阀单元，所述出口阀单元具有阀。所述出口阀单元设计成，使得将在那里所输出的印刷材料直接输出到池中。
所述出口阀单元的出口优选以这样的长度构成，使得所述出口在池中印刷材料希望的液位处终止。
印刷材料在池中的液位是自流平的(selbstnivellierend)，如例如由饮水槽已知的那样：一旦液位降低到低于出口的下端，则那里的空气可能通过出口和出口阀单元进入材料筒，从而印刷材料可以继续流出。
替代于此，也可以用任意其他自动调节的装置保持池中的液位恒定：例如可以举出本身已知的浮子阀，相对于此，前面的饮水槽式的调节是优选的，因为这种调节更好地防止交叉污染。
在有利的实施形式中，可以在需要时将印刷材料回吸到材料筒中。通过重力和/或流体静力学效应，印刷材料从材料筒流出，从而所述池始终被充分地填充。
特别有利的是，根据本发明在材料筒和池之间实现了1对1的配设关系。这例如可以通过相应的编码、如机械编码来确保。在材料特定地进行编码的前提下，池和材料筒组成的组合此时具有相同的印刷材料。
“材料特定的”既是指所使用的印刷材料的种类，即化学组成，也是指印刷材料的其他特性，如例如印刷材料的颜色。
在有利的设计方案中，这样来实现材料筒与池的空间配设关系，使与池的状态无关地在材料筒与池之间存在流体连通。
池中的印刷材料希望的液位与要制造的成形件的状态无关，即在建造要制作的成形件时也可以确保所述液位，因为出口阀单元的出口伸入池中并保持池液位的水平。
为此有利的是，所述出口精确水平地终止，并且所述立体平版印刷设备精确水平地设置。
为了实现立体平版印刷设备，必要的是，在逐层建造时提供准确的基准高度。为此，根据本发明将透明的辅助窗口用于这个目的，所述辅助窗口可以构造成玻璃板，所述玻璃板的上侧用作基准高度。所述玻璃板用作薄膜的基底，所述薄膜在下面设置在所述池上。所述薄膜张紧在玻璃板上，从而与导向不精确性无关地在池中始终得到精确的基准高度。
因此，在实际使用中，首先将材料供应装置包括材料筒和池在内地装入立体平版印刷设备中。
根据一个备选的设计方案，也可以设定，为此将玻璃板调整到希望的和预先规定的高度上，这个高度构成基准高度。
在这个时刻，就是说，当玻璃板与薄膜接触时，对池进行填充，但只有当需要进行填充时，就是说当池没有事先已经填充时，才进行填充。这例如可以通过打开所述阀来实现。
在另一个实施形式中，可以基于检测液位高度的传感器的输出信号来调节液位。
根据本发明有利的是，在更换材料时保留材料筒与池的配设关系。这是利用正确的编码来确保的。可以从立体平版印刷设备中取出所述材料供应装置，并将所述材料供应装置送到存放地点。当材料筒已空时，只可以用一个具有完全相同的材料的材料筒来替代空材料筒。这通过编码来确保，因为此时由于以机械方式作用的用于实现材料筒与池相配的编码而无法装入具有不同印刷材料的材料筒。
原则上，所述池也是可以更换的，但同样仅基于其编码而只有在其编码与材料筒的编码相匹配时才能更换。材料供应装置的其余部件、即容纳框架原则上是能重复使用的并且因此是可重复使用部件。这适用于材料供应装置除了材料筒以外的所有部件。所述材料筒构造成一次性部件。但用于材料筒本身的材料消耗是非常有限的，特别是当材料筒可以构造成简单的瓶体时。
所述池本身是可重复使用部件。但底部薄膜的使用寿命是有限的，因此在5000或10000个揭除过程之后、即在相应数量的建造步骤之后应更换所述底部薄膜。
带有装入的材料筒的材料供应装置是完全封闭和密封的。只要池没有填满并且阀处于关闭位置，则所述材料供应装置可以以任意方式存放，就是说也可以颠倒放置。通过机械的锁止机构确保了，只有当材料筒处于水平的摆动位置中时，即在材料筒容纳在材料供应装置的状态下时，才能取出带有出口阀单元的材料筒。
所述出口优选伸入所述池中。
在有利的设计方案中可以设定，在所述池的下方设置透明的辅助窗口、特别是玻璃板，并且所述池的薄膜能张紧在所述玻璃板上。此时玻璃板的上侧加上薄膜的厚度得到在按照立体平版印刷法进行建造或分层(Slicen)时的基准高度。
在所述池的另一个设计方案中设定，所述池可以在一个角部装备有筛网。但也可以分别在池的各角部设有多个筛网。存留在池中的剩余印刷材料可以通过筛网倒出并同时被过滤，从而可以截留污物并且因此可以循环利用剩余的印刷材料。
所述印刷材料此时优选输出到具有相同编码的池中，即确定用于相同印刷材料的池中。筛网此时可以固定地与池连接，或者能与池分开地操作。筛网的筛孔尺寸可以在很大的范围内与要求相适配；优选筛孔尺寸小于500μm，优选约为150μm。
根据本发明有利的是，所述材料供应装置能够从上面打开。此时，材料筒水平地露出并且可以更换材料筒。为此，直接将材料筒连同出口阀单元从其滑移导向结构中拉出并且在新的材料筒上旋拧安装出口阀单元。由于机械式的闭锁结构，仅在材料筒的平放状态下可以封闭材料供应装置。
在需要时也可以更换所述池，其中，为此例如设有卡扣连接结构，为了更换池可以解除所述卡扣连接结构。
替代优选的单一的阀，也可以在需要时实现多个阀和相应的阀容纳部。
附图说明
由下面参考附图对多个实施例的说明可以得出其他优点、细节和特征。
其中：
图1示出根据本发明的材料供应装置的一个实施形式的一部分的示意性透视图，即按本发明的一个实施形式的材料筒、容纳框架和池的示意性透视图；
图2示出根据图1的实施形式的剖视图，并且材料筒处于另一个位置中；
图3示出根据图2的剖视图，但材料筒处于平放位置中；
图4示出根据图1的透视图，此时材料筒被移除；
图5示出根据图4的实施形式，其中可以看到材料筒的一部分；
图6示出根据本发明的材料供应装置的另一个实施形式的示意性透视剖视图；以及
图7示出根据本发明的材料供应装置的另一个实施形式的分解视图。
具体实施方式
由图1可见作为立体平版印刷设备一部分的根据本发明的材料供应装置10的示意性透视图。
材料供应装置10具有材料筒12和在材料筒下方的池14。所述池14确定为按已知的方式用于容纳印刷材料并具有透明的底部，在所述底部上贴合同样透明的薄膜。
如在立体平版印刷设备中常见的那样，从下面逐层地对印刷材料进行照射。
这里没有示出的所谓建造平台逐步地、例如以0.05mm的分辨率升高，以便使要制作的物体具有希望的形状。材料筒具有瓶体17，所述瓶体基本上是带有倒圆角部18的矩形。
所述材料筒的尺寸这样来选择，使得所述材料筒平放地配合安装在容纳框架22中，所述容纳框架在池14的上方连接在池上并且基本上具有相同的扁平矩形的方体形，并且同样具有倒圆的角部。
所述材料筒12此外还具有出口阀单元20。
所述出口阀单元20具有铰链24，所述出口阀单元能绕所述铰链在摆动部分26和固定部分28之间摆动。摆动部分26与瓶体17连接，并且是以密封的形式连接。
与此相对，固定部分28插入容纳框架22中并且是这样插入，使得不会通过印刷材料形成污染，或者这种污染不会进入不希望出现污染的区域。
由图2可见根据本发明的材料供应装置10的另一个实施形式。根据图2的实施形式与仅在细节上区别于根据图1的实施形式。如由图2所示，材料筒12除了瓶体17、出口阀单元20以外还具有阀100，所述阀在材料筒12的所示12点钟位置中打开。
所述瓶体17具有螺纹接口30，所述螺纹接口旋入出口阀单元20的摆动部分26中并在密封面32上密封。
如由图2可见，摆动部分26部分地包围固定部分28。两个部分分别具有开口36和38。如果这两个部分相互对齐，如图2中示出的那样，则阀100打开，并且印刷材料可以从12点钟位置中的瓶体17流出。
固定部分28具有特殊成形的出口40。所述出口向下以指向下面的环面42终结，所述环面相应地水平延伸。
出口40和环面42伸入池14。
通过重力由瓶体17流出的印刷材料16只能够流出到能够补充流入空气的程度。通过平坦的环面42实现自流平。只有当池14中的液位降低时，空气才通过环面42进入出口40并且由此可以升高进入瓶体17中。
只要印刷材料的液位降低到环面42的高度或更高，则液面相对于环面42密封，从而不再有空气流入瓶体17中并且由此不再有印刷材料能从瓶体17中流出。
这个原理也可以称为饮水槽原理。
在图2中，还示出导向元件44。所述导向元件44与摆动部分30连接并且在瓶体17处于竖直位置中时是水平的。
容纳框架22具有这里没有示出的滑移导向结构，所述滑移导向结构侧向、即在根据图2的视图中在图平面的前方延伸并容纳导向元件44。所述滑移导向结构在下部区域中允许导向元件44摆动，但在上面较窄。
相应地，导向元件44在根据图2的位置中不能穿过滑移导向结构，从而在材料筒16处于竖直位置中时可以阻挡所述材料筒的取出。
如由图3可见，材料筒12能绕铰链28从根据图2的竖直位置摆动到根据图3的平放位置。在这个位置中，导向元件44竖直延伸并且能够通过导轨移动，从而可以取出材料筒12。
相应地，瓶体17在根据图3的位置中可以取出并且在松开螺纹接口30的螺纹连接之后可以用新的瓶体17替代。
此外，在根据图3的位置中，开口36相对于开口38错开。这使得，阀100在根据图3的位置中关闭，从而容纳在瓶体17中的印刷材料不能从出口40流出。
如由图3可见的那样，容纳框架22具有覆盖件50。所述覆盖件50不透光地容纳瓶体17并且在需要时可以移除所述覆盖件，以便使得能够更换瓶体。
此外，由图3可见，容纳框架22在上面完全覆盖池14。可能位于池中的印刷材料因此通过容纳框架22已经受到保护以防止光射入。
由图4部分地示出容纳框架22以及池14的透视图。在材料筒12中，仅能看到出口阀单元20的一部分，即带有开口38和固定部分28的阀100。
如可见的那样，出口40在铰链24的旁边侧向地以及在铰链下方延伸。
如由图5可见，铰链24上的摆动部分26包围固定部分28。
同样由图5可见，摆动部分26具有内螺纹52，所述内螺纹与在图5中没有示出的瓶体17的螺纹接口30相匹配。
摆动部分26此外还具有支撑框架54，所述支撑框架用于更好地侧向和竖直支撑瓶体17。
图6示出根据本发明的材料供应装置10的另一个实施形式。这里如在其他附图中那样，相同的附图标记指示相同或类似的部件。
如可见的那样，出口40向下伸入池14中并且以平面52大致终止于池14的一半高度处。
根据图6，瓶体17设置在平放的位置中，在这个位置中，阀100关闭。
瓶体17中的在图6中示意性示出的印刷材料16不能从瓶体中流出。在这个位置中，可以更换瓶体。
由图7可以看到，所述材料供应装置10的各单个部件在这个实施形式中如何相互配置。
在这个实施形式中，覆盖件50是一种盖子，所述盖子在上面平坦地封闭容纳框架22。所述容纳框架22容纳材料筒12，所述材料筒由瓶体17和出口阀单元20组成。出口阀单元20中的阀100是关闭的。出口阀单元20的出口40向下突出。所述出口在仅示意性示出的滑移导向结构58中能插入容纳框架22中。
所述容纳框架22配合安装到池14上并且可以锁定在这里。为此，设有卡锁榫头60，当容纳框架22套装到池14上时，所述卡锁榫头嵌入卡锁凹部62中。
所述池62在下面设有透明的薄膜64，所述薄膜在运行中贴合在玻璃板66上。

Claims (20)

1.用于要硬化的印刷材料(16)、特别是光敏聚合物的立体平版印刷设备的材料供应装置，其特征在于，所述材料供应装置(10)容纳材料筒(12)，所述材料筒又容纳并且全面包围印刷材料(16)，所述材料筒(12)具有出口阀单元(20)，通过所述出口阀单元能输出印刷材料(16)并且所述出口阀单元至少部分地容纳在所述材料供应装置(10)中并且至少部分地支撑在所述材料供应装置上或中或者相对于所述材料供应装置密封，并且所述出口阀单元(20)具有阀(100)，所述阀根据材料供应装置(10)和立体平版印刷设备的摆动位置打开和关闭。
2.根据权利要求1所述的材料供应装置，其特征在于，在材料筒(12)位于出口阀单元(20)上方时，所述阀(100)打开，而材料筒(12)能沿侧向向下摆动。
3.根据权利要求1或2所述的材料供应装置，其特征在于，所述阀(100)在材料筒(12)处于竖直位置中时打开，而在材料筒处于水平位置中时关闭。
4.根据权利要求1、2或3所述的材料供应装置，其特征在于，所述阀(100)具有摆动角度至少为70度、特别是90度的铰链。
5.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，所述阀单元的与所述材料筒的出口连接的部分与所述材料筒(12)共同摆动，并且这种运动关闭所述阀(100)。
6.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，在竖直的位置中，所述材料筒(12)颠倒地支撑并且所述阀(100)打开。
7.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，所述材料筒(12)连同所述出口阀单元(20)经由滑移导向结构(58)是可取出的，并且特别是在材料筒(12)的竖直位置中，滑移导向结构(58)被锁止，并且由于机械式的闭锁结构仅在所述材料筒的平放状态下能封闭所述材料供应装置。
8.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，带有装入的材料筒(12)的材料供应装置是完全封闭和密封的。
9.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，出口(20)伸入带有液态印刷材料(16)的池(14)中并且以所述池的液位封闭，以便实现自流平。
10.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，在所述阀(100)处于打开位置中时，锁止带有出口阀单元(20)的材料筒(12)向材料供应装置(10)的框架(22)中的导入和从所述框架中的取出。
11.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，所述材料筒(12)和/或所述池(14)构造成一次性部件并且所述材料供应装置(10)的容纳框架构造成可重复使用部件，所有部件都是不透光的。
12.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，在材料筒(12)和池(14)之间通过相应的编码实现1对1的配设关系。
13.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，设有一个或多个池(14)，能够分别根据使用者的选择使用这些池，所述池(14)上的编码与材料筒(12)上的编码相匹配，并且彼此不同的编码不相互匹配。
14.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，基于检测液位高度的传感器的输出信号能调节液位。
15.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，设有透明的辅助窗口，所述辅助窗口的上侧能用作基准高度。
16.根据权利要求15所述的材料供应装置，其特征在于，玻璃板用作薄膜(64)的基底，所述薄膜在下面设置在所述池(14)上并且张紧在所述玻璃板(66)上。
17.根据权利要求15或16所述的材料供应装置，其特征在于，所述玻璃板(66)的上侧和所述薄膜(64)的厚度得到在按照立体平版印刷法进行建造或分层时的基准高度。
18.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，当所述材料供应装置从上面打开并且所述材料筒(12)露出时，所述材料筒(12)能在平放状态下更换，其方式是，所述材料筒连同出口阀单元能从滑移导向结构中拉出。
19.根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，所述出口精确水平地终止，并且所述立体平版印刷设备精确水平地设置。
20.立体平版印刷设备，所述立体平版印刷设备具有特别是根据上述权利要求之一所述的材料供应装置，其特征在于，所述立体平版印刷设备的材料供应装置(10)容纳材料筒(12)，所述材料筒又容纳并且全面包围印刷材料(16)，设有出口阀单元(20)，通过所述出口阀单元能输出印刷材料(16)并且所述出口阀单元至少部分地容纳在所述材料供应装置(10)中并且至少部分地支撑在所述材料供应装置上或中或者相对于所述材料供应装置密封，并且所述出口阀单元(20)具有阀(100)，所述阀根据材料供应装置(10)和立体平版印刷设备的摆动位置打开和关闭。
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