DE102007057130B3

DE102007057130B3 - Vorrichtung zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen und geradgeführten Rakel

Info

Publication number: DE102007057130B3
Application number: DE200710057130
Authority: DE
Inventors: Robby Ebert; Horst Prof. Exner; Sascha KLÖTZER; Andre Streek; Lars Hartwig
Original assignee: Hochschule Mittweida FH
Current assignee: Hochschule Mittweida FH
Priority date: 2007-11-24
Filing date: 2007-11-24
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen Rakel zum Herstellen von Körpern aus nacheinander aufgebrachten und mit selektiven Füge- und Sinterverfahren behandelten Pulverschichten. Diese Vorrichtungen zeichnen sich insbesondere durch einen einfachen und sicheren Auftrag der Pulverschichten aus. Dazu ist die Rakel zum Raum des Körpers geradgeführt angeordnet. Dabei ist die Rakel als geführtes Teil mit einem ersten Antrieb so gekoppelt, dass die Rakel über den Bauraum für den Körper bewegbar ist. Darüber hinaus ist die Geradführung mit einem zweiten Antrieb gekoppelt, so dass die Geradführung während der Bewegung der Rakel rotiert. Die in sich geschlossene Rakel gewährleistet einen sicheren und weitestgehend vollständigen Transport des Pulvers zum Raum für den Körper.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen und geradgeführten Rakel zum Herstellen von Körpern aus nacheinander aufgebrachten und mit selektiven Füge- oder Sinterverfahren behandelten Pulverschichten, wobei die Rakel mit einem ersten Antrieb gekoppelt und über den Bauraum für den Körper bewegbar ist.
Die Rakel dient bekannterweise in der Drucktechnik zum Abstreifen von zu viel aufgetragener Farbe oder zum Aufbringen der Farbe und damit dem Transport von Druckfarbe.
Für den Transport von Partikeln ist die Rakel durch die Druckschriften DE 10 2005 025 199 A1 (Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern) und DE 103 09 519 A1 (Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Miniaturkörpern oder mikrostrukturierten Körpern) bekannt, wobei eine Ringrakel als eine Transportvorrichtung für ein schichtweises Aufbringen von Partikeln auf einen Träger benutzt wird. Diese Ringrakel ist Bestandteil eines Drehgelenks oder sowohl in x- als auch in y-Richtung angetrieben bewegbar. Dadurch wird die Rakel richtungsbezogen über den Bauraum bewegt, so dass Vorzugsrichtungen vorhanden sind und Texturen entstehen. Daraus resultieren unebene Oberflächen des herzustellenden Miniaturkörpers, die nicht ohne Weiteres glättbar sind. Weiterhin ist die Verfahrgeschwindigkeit der Ringrakel als Bestandteil eines Drehgelenks begrenzt.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Pulverschichten für selektive Füge- oder Sinterverfahren einfach und sicher aufzubringen.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Vorrichtungen zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen und geradgeführten Rakel zum Herstellen von Körpern aus nacheinander aufgebrachten und mit selektiven Füge- oder Sinterverfahren behandelten Pulverschichten, wobei die Rakel mit einem ersten Antrieb gekoppelt und über den Bauraum für den Körper bewegbar ist, zeichnen sich insbesondere durch einen einfachen und sicheren Auftrag der Pulverschichten aus.
Dazu ist die Geradführung mit der Rakel als geführtes Teil mit einem zweiten Antrieb so gekoppelt, dass die Geradführung während der Bewegung der Rakel rotiert. Weiterhin sind die Geradführung, die Rakel, die Antriebe und die Kopplungen auf einem Träger angeordnet.
Die in sich geschlossene Rakel gewährleistet einen sicheren und weitestgehend vollständigen Transport des Pulvers zum Raum für den Körper. Dazu ist die Rakel geradgeführt und mit einem ersten Antrieb gekoppelt. Eine derartige Kopplung ist beispielsweise ein Riementrieb.
Das Pulver kann einfach in den durch den Raum der Rakel begrenzten Raum eingefüllt werden. Das kann dabei sowohl von oben als auch von unten erfolgen. Besondere Maßnahmen für eine platzierte Zuführung des Pulvers sind nicht notwendig.
Die Führung ist weiterhin mit einem zweiten Antrieb gekoppelt, so dass diese während der Bewegung der Rakel mittels der Geradführung zusätzlich rotiert. Das führt vorteilhafterweise dazu, dass die Pulverschicht während des Auftrags im Bauraum für den Körper gleichmäßig verteilt wird. Damit entsteht in diesem Bauraum eine Pulverschicht mit einer weitestgehend konstanten Schichtdicke. Vorzugsrichtungen und Texturen werden vermieden. Das wird dabei insbesondere auch an den Rändern der aufzutragenden Pulverschicht gewährleistet.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass damit auch hohe Geschwindigkeiten für die Rakel realisierbar sind. Dadurch können die Körper aus den nacheinander aufgebrachten und mit selektiven Füge- oder Sinterverfahren behandelten Pulverschichten schneller hergestellt werden.
Die in sich geschlossene Rakel ist beispielsweise eine Ringrakel oder eine Rakel mit einem mehreckigem Querschnitt, vorzugsweise einem Dreieck oder einem Quadrat. Die Geradführung, die Rakel, die Antriebe und die Kopplungen sind auf dem Träger angeordnet, so dass eine kompakte Vorrichtung zum Rakeln realisiert ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 angegeben.
Die Rakel ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 mit einem dritten Antrieb gekoppelt, so dass die Rakel selbst rotiert. Damit wird das Realisieren der gleichmäßigen Schichtdicke des Pulvers sowie eine Sicherung von agglomerierten Pulverteilen weiter unterstützt. Das trifft wiederum insbesondere auch für den Randbereich der Pulverschicht zu. Weiterhin sind die drehbar gelagerte und mit einem dritten Antrieb gekoppelte Rakel, die Geradführung für die Rakel, die Antriebe und die Kopplungen auf dem Träger angeordnet.
Der Träger ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 eine Platte als Kreisring. Die dadurch vorhandene Öffnung dient der Zuführung des Pulvers in den Raum für den Körper. Dieser kann auch durch eine Deckplatte mit einer Öffnung zur Zuführung des Pulvers versehen sein. Die Deckplatte kann dabei vorteilhafterweise zum Transport des Pulvers in der Rakel dienen, wobei die Rakel auf dieser Deckplatte gleitet.
Der Träger besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 mehrere Rollen oder Kugeln für dessen Drehbewegung, wobei die Rollen oder Kugeln Wälzkörper für den Träger sind. Darüber hinaus kann der Träger eine Gleitlagerführung für deren Drehbewegung aufweisen.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 ist der Träger als Kreisring in einem innenverzahnten Stirnrad angeordnet. Weiterhin befinden sich auf dem Träger außenverzahnte Stirnräder, die in das innenverzahnte Stirnrad eingreifen. Wenigstens eines der außenverzahnten Stirnräder ist mit dem zweiten Antrieb auf dem Träger gekoppelt. Kommen wenigstens drei gleich verteilte außenverzahnte Stirnräder zum Einsatz, ist der Träger im innenverzahnten Stirnrad fixiert.
Das innenverzahnte Stirnrad ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 mit einer Deckplatte versehen, so dass sich die Rakel, deren Geradführung, der erste Antrieb und der zweite Antrieb in einem Innenraum zwischen dem Träger, dem innenverzahnten Stirnrad und der Deckplatte befinden. Dadurch ist eine kompakte Vorrichtung vorhanden, die weitestgehend nach außen abgeschlossen ist.
Die Deckplatte besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 eine Öffnung für die Zuführung des Pulvers zu der Rakel. Damit kann das Pulver von oben zugeführt werden. Das erfolgt während der Rotation der Platte, wobei die Zuführung durch die dritte Öffnung in den durch die Rakel begrenzten Raum erfolgt.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 ist jeweils ein Riementrieb als Kopplung zum jeweiligen Antrieb vorhanden. Das sind einfache und sichere Kopplungen.
Auf der Platte ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 vorteilhafterweise eine mit wenigstens dem ersten Antrieb und dem zweiten Antrieb verbundene Steuereinrichtung angeordnet.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ist vorteilhafterweise ein Bestandteil eines Schleifkontaktsystems zur elektrischen Stromversorgung für wenigstens den ersten Antrieb und den zweiten Antrieb auf dem Träger angeordnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zum Rakeln mit einer Ringrakel und
2 eine Vorrichtung zum Rakeln mit einer angetriebenen Ringrakel.
Eine Vorrichtung zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen Rakel zum Herstellen von Körpern aus nacheinander aufgebrachten und mit Fügeverfahren behandelten Pulverschichten besteht im Wesentlichen aus einer Ringrakel 1, einer Geradführung 2 für die Ringrakel 1 und Antrieben für die Ringrakel 1 und für eine Rotation der Geradführung 2.
Die 1 zeigt eine Vorrichtung zum Rakeln mit einer Ringrakel in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Geradführung 2, die Ringrakel 1, die Antriebe und deren Kopplungen sind auf einem Träger angeordnet. Die Antriebe und deren Kopplungen sind in der 1 nicht gezeigt.
Der Träger 3 besitzt im Querschnitt die Form eines Kreisringes.
Die Geradführung 2 für die Ringrakel 1 besteht aus zwei beabstandet zueinander angeordneten Zylinderführungen mit jeweils einem Zylinder als ein führendes Teil und Schlitten an der Ringrakel 1 als geführte Teile. Die dadurch geradgeführte Ringrakel 1 ist über einen ersten Riementrieb mit einem ersten Antrieb so gekoppelt, dass die Ringrakel 1 über den Bauraum für den Körper bewegbar ist.
Der Träger 3 ist in einem innenverzahnten Stirnrad 4 angeordnet. Auf dem Träger 3 befinden sich drei außenverzahnte Stirnräder 5, die in das innenverzahnte Stirnrad 4 eingreifen. Weiterhin ist auf dem Träger 3 ein zweiter Antrieb angeordnet, der über einen Riementrieb mit einem der außenverzahnten Stirnräder 5 gekoppelt ist.
Damit ist bei der Bewegung der Ringrakel 1 gleichzeitig die Drehbewegung des Trägers 3 im innenverzahnten Stirnrad 4 mit der bewegten Ringrakel 1 gewährleistet. Für die Drehbewegung besitzt der Träger 3 mehrere Rollen.
Auf dem Träger 3 kann eine mit den Antrieben verbundene Steuereinrichtung angeordnet sein. Die Stromversorgung der Antriebe und der Steuereinrichtung erfolgt über ein bekanntes Schleifkontaktsystem.
In einer Ausführungsform des Ausführungsbeispiels kann die Ringrakel 1 selbst drehbar gelagert sein, so dass diese bei der geradgeführten Bewegung und der Drehbewegung des Trägers 3 darüber hinaus selbst rotieren kann. Dazu ist die drehbar gelagerte Ringrakel 1 über einen Riementrieb 6 mit einem dritten Antrieb 7 auf dem Träger 3 gekoppelt.
Die 2 zeigt eine Vorrichtung zum Rakeln mit einer angetriebenen Ringrakel in einer prinzipiellen Darstellung.
Die Kopplungen und die Antriebe für den Träger 3 und der geradgeführten Ringrakel 1 sind in der 2 nicht gezeigt.
Das innenverzahnte Stirnrad 4 kann in einer weiteren Ausführungsform mit einer Deckplatte versehen sein, so dass sich die Ringrakel 1, deren Geradführung 2, der erste Antrieb und der zweite Antrieb in einem Innenraum zwischen dem Träger 3, dem innenverzahnten Stirnrad 4 und der Deckplatte befinden. Die Deckplatte besitzt eine Öffnung für die Zuführung des Pulvers zu der Ringrakel 1. Weiterhin weist die Deckplatte ein Koppelfenster oder einen Durchbruch für die zum selektiven Füge- oder Sinterverfahren notwendigen Strahlungen auf.

Claims

Vorrichtung zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen und geradgeführten Rakel zum Herstellen von Körpern aus nacheinander aufgebrachten und mit selektiven Füge- oder Sinterverfahren behandelten Pulverschichten, wobei die Rakel mit einem ersten Antrieb gekoppelt und über den Bauraum für den Körper bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Geradführung (2) mit der Rakel als geführtes Teil mit einem zweiten Antrieb so gekoppelt ist, dass die Geradführung (2) während der Bewegung der Rakel rotiert, und dass die Geradführung (2), die Rakel, die Antriebe und die Kopplungen auf einem Träger (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbar gelagerte und mit einem dritten Antrieb gekoppelte Rakel, die Geradführung (2) für die Rakel, die Antriebe und die Kopplungen auf dem Träger (3) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) eine Platte als Kreisring ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) mehrere Rollen oder Kugeln oder eine Gleitlagerführung für deren Drehbewegung besitzt.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) in einem innenverzahnten Stirnrad (4) angeordnet ist, dass sich auf dem Träger (3) außenverzahnte Stirnräder (5) befinden, die in das innenverzahnte Stirnrad (4) eingreifen und dass wenigstens eines der außenverzahnten Stirnräder (5) mit dem zweiten Antrieb auf dem Träger (3) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das innenverzahnte Stirnrad (4) mit einer Deckplatte versehen ist, so dass sich die Rakel, deren Geradführung (2), der erste Antrieb und der zweite Antrieb in einem Innenraum zwischen dem Träger (3), dem innenverzahnten Stirnrad (4) und der Deckplatte befinden.
Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte eine Öffnung für die Zuführung des Pulvers zu der Rakel besitzt.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Riementrieb als Kopplung zum jeweiligen Antrieb vorhanden ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Träger (3) eine mit wenigstens dem ersten Antrieb und dem zweiten Antrieb verbundene Steuereinrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil eines Schleifkontaktsystems zur elektrischen Stromversorgung für wenigstens den ersten Antrieb und den zweiten Antrieb an dem Träger (3) angeordnet ist.