DE102011108514A1 - Device for performing thermal post-treatment of mold element for forming three-dimensional object, has container connected with heater associated with fan via lines so that heat carrier is derived and mold element is heated - Google Patents

Device for performing thermal post-treatment of mold element for forming three-dimensional object, has container connected with heater associated with fan via lines so that heat carrier is derived and mold element is heated Download PDF

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Abstract

The device has a container (1) that is provided with mold element (3) and filled with a gas-permeable material (2). The container is connected with heater (6) associated with fan (4) via lines (5) so that the conduction heat carrier (7) is derived by the gas-permeable material and the mold element is heated. The exhaust air (8) is escaped from the mold element. The mold element is made up of molded plastic, inorganic sand and phenol resin.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Nachbehandlung von Formelementen, die zu einem nicht vollständig ausgehärteten, dreidimensionalen Objekt ausgestaltet wurden und die in einem gasdurchlässigen Schüttgut eingebettet sind und die durch Wärme ausgehärtet werden.The invention relates to a device for the thermal aftertreatment of molded elements, which were designed to a not fully cured, three-dimensional object and which are embedded in a gas-permeable bulk material and cured by heat.

Für die Herstellung verschiedenartiger Objekte mit geometrisch komplizierten Konturen werden zunehmend generative Fertigungsverfahren eingesetzt, beispielsweise die Stereolithographie, das Fused Deposition Modeling (FDM), das Selective Mask Sintering (SMS), das Lasersintern und das 3D-Printen.For the production of various objects with geometrically complex contours increasingly generative manufacturing processes are used, such as stereolithography, fused deposition modeling (FDM), selective mask sintering (SMS), laser sintering and 3D printing.

WO 92/11 577 A1 und DE 44 14 775 A1 beschreiben entsprechende Technologien unter Anwendung der Stereolithographie. Hierbei werden die dreidimensionalen Objekte durch lokal begrenzte chemische Reaktionen erzeugt, indem flüssige Monomere oder Oligomere durch Beaufschlagung mit UV-Strahlung zu einem festen Polymer vernetzt werden. Der Aufbau dieser Objekte erfolgt schichtweise. Sobald eine Schicht photochemisch erzeugt und auspolymerisiert ist, wird neues flüssiges Material auf diese Schicht aufgetragen und nachfolgend ebenfalls auspolymerisiert, so dass eine weitere Schicht entsteht. WO 92/11 577 A1 and DE 44 14 775 A1 describe corresponding technologies using stereolithography. Here, the three-dimensional objects are generated by localized chemical reactions by liquid monomers or oligomers are crosslinked by exposure to UV radiation to form a solid polymer. The structure of these objects takes place in layers. As soon as a layer has been photochemically produced and polymerized, new liquid material is applied to this layer and subsequently also polymerized to form a further layer.

Aus DE 10 2004 012 682 A1 ist eine Anlage für das Lasersintern bekannt. Ein 3D-CAD-File wird durch Schneiden in dünne Schichten mit einer Dicke von typischerweise 0,10 mm bis 0,15 mm in ein 2D-File überführt und danach dem Prozessrechner übermittelt. Dieser steuert eine IR-Strahlung, die mittels eines Systems aus optischen Linsen und Spiegeln die Oberfläche einer Pulverschicht je nach Kontur der 2D-Daten abscannt. Das Pulver wird dabei punktgenau in einer Schicht versintert. Nachdem eine Schicht bearbeitet ist, wird die Bauplattform entsprechend der gewählten Schichtdicke abgesenkt und eine neue Schicht Pulver wird aufgetragen. Somit wird ein dreidimensionales Objekt schichtweise generiert.Out DE 10 2004 012 682 A1 is a system known for laser sintering. A 3D CAD file is transferred by cutting into thin layers with a thickness of typically 0.10 mm to 0.15 mm in a 2D file and then transmitted to the process computer. This controls an IR radiation, which scans the surface of a powder layer depending on the contour of the 2D data by means of a system of optical lenses and mirrors. The powder is sintered with pinpoint accuracy in one layer. After a layer has been processed, the construction platform is lowered according to the selected layer thickness and a new layer of powder is applied. Thus, a three-dimensional object is generated in layers.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung von Verfahrensablauf und Gerätetechnik haben sich derartige thermische generative Verfahren grundsätzlich bewährt. Nachdem die Anwendung der Verfahren zunächst weitgehend auf eine Herstellung von Prototypen im Entwicklungsprozess beschränkt war, wird diese Technik bereits auch teilweise für eine Serienfertigung von Erzeugnissen kleiner und mittlerer Stückzahlen eingesetzt. Somit können im Vergleich zu konventionellen Verfahren kürzere Entwicklungszyklen, schnellere Produkteinführungszeiten und eine oftmals bessere Qualität der jeweiligen Erzeugnisse erreicht werden.Regardless of the specific configuration of process sequence and device technology, such thermal generative method have proven fundamentally. Since the application of the process was initially largely limited to the production of prototypes in the development process, this technology is already partially used for mass production of small and medium-sized products. Thus, compared to conventional methods, shorter development cycles, faster time to market and often better quality of the respective products can be achieved.

Eine diesbezüglich interessante Anwendung für das Lasersintern und das 3D-Drucken sind Verfahren zur Herstellung von Formen für Kerne für den Gießereieinsatz. Ein für diese Nutzung geeigneter Formstoff ist ein Phenolharz gebundener Sand. Ein Formstoff ist beispielsweise unter der Bezeichnung „Croning”® bekannt. Die Phenolharz gebundenen Formstoffe zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit aus und sind heißhärtend.An interesting application for laser sintering and 3D printing in this regard are methods for making molds for foundry use cores. A suitable molding material for this use is a phenolic resin bonded sand. A molding material is known, for example, under the name "Croning" ® . The phenolic resin bonded molding materials are characterized by high strength and are thermosetting.

Beim Lasersintern wird das jeweilige Objekt erzeugt, indem eine Bauplattform in mehreren Schritten jeweils mit frischem Formstoff beschichtet wird, wobei die oberste Schicht durch Laserbelichtung selektiv verfestigt und gleichzeitig selektiv mit der darunter liegenden Formstoffschicht verbunden wird. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis ein Segment, eine Schale, eine Maske oder ein anderes dreidimensionales Teil einer Form oder eines Kernes vorliegt. Dieses dreidimensionale Objekt kann somit zeit- und kostensparend erzeugt werden und ist für einen Abguss der für Sandguss üblichen Legierungen geeignet. Dabei wird eine mit Serienteilen vergleichbare Qualität erreicht.In laser sintering, the respective object is produced by coating a construction platform in several steps with fresh molding material in each case, wherein the uppermost layer is selectively solidified by laser exposure and at the same time selectively connected to the underlying molding material layer. This process is repeated until a segment, shell, mask, or other three-dimensional part of a mold or core is present. This three-dimensional object can thus be produced in a time- and cost-saving manner and is suitable for a casting of the alloys customary for sand casting. This achieves a quality comparable to series parts.

Das Aushärten solcher lasergesinterten Formelemente erfolgt in widerstandsbeheizten Umluftöfen, in denen die Formelemente in einem Kugelbett gelagert werden, für das überwiegend Glaskugeln verwendet werden. Diese Glaskugeln haben untereinander eine lediglich punktförmige Berührung. Außerdem verbleibt die Luft in den Zwischenräumen zwischen den Glaskugeln in einem statischen Zustand. Diese beiden Aspekte bewirken eine hohe thermische Isolation für das gesamte Glaskugelbett. Demzufolge erreichen die Formelemente erst nach einem erheblichen Zeitraum die angestrebten Solltemperaturen.The curing of such laser-sintered mold elements takes place in resistance-heated circulating air ovens, in which the mold elements are stored in a ball bed, for the predominantly glass beads are used. These glass spheres have a point-only contact with each other. In addition, the air in the interstices between the glass beads remains in a static state. These two aspects result in a high thermal insulation for the entire glass ball bed. As a result, the mold elements reach the desired setpoint temperatures only after a considerable period of time.

In diesem Zusammenhang haben Untersuchungen der Anmelderin ergeben, dass für eine konkrete Versuchsdurchführung die Formelemente erst nach etwa 16 Stunden die angestrebte Solltemperatur erreichen. Neben dieser sehr langen Aushärtezeit wurde auch ein nachteiliger Verzug der Formelemente festgestellt. Der im Temperaturbereich von 70°C bis 140°C bestehende plastische Zustand wurde dabei erst nach mehr als fünf Stunden überwunden.In this context, investigations by the applicant have shown that for a specific experiment, the mold elements reach the target temperature only after about 16 hours. In addition to this very long curing time and a disadvantageous distortion of the mold elements was found. The existing in the temperature range of 70 ° C to 140 ° C plastic state was overcome only after more than five hours.

Außerdem haben die Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, dass bei üblicher Erwärmung die Temperaturen im Formelement nicht mit den Temperaturen in der Umgebung übereinstimmen, also nicht bekannt sind, wenn nicht direkt im Formelement gemessen wird. Die Platzierung von Thermoelementen direkt im Formelement ist umständlich und teuer.In addition, the investigations of the Applicant have shown that with conventional heating, the temperatures in the molding element do not coincide with the temperatures in the environment, so are not known, if not measured directly in the mold element. The placement of thermocouples directly in the form element is cumbersome and expensive.

Beim 3D-Printen wird das jeweilige Objekt erzeugt, indem eine Bauplattform in mehreren Schritten jeweils mit frischem Formstoff beschichtet wird, wobei die oberste Schicht durch Bedrucken mit mindestens einer Komponente eines Bindersystems selektiv verfestigt und gleichzeitig selektiv mit der darunter liegenden Formstoffschicht verbunden wird. Eine solche Anlage ist beispielsweise in EP 0882 568 B1 und EP 01 268 165 B1 beschrieben. Wird dabei ein kalthärtender Formstoff (z. B. Furanharz) verwendet, kann das Objekt aus der Anlage entnommen werden. Wird dabei ein heißhärtender Formstoff verwendet, um z. B. eine höhere Festigkeit im Formelement zu erreichen, muss das Formelement innerhalb der Stützstruktur erwärmt werden. Das als Stütze wirkende Schüttgut, in dem das noch nicht vollständig ausgehärtete Formelement eingebettet ist, wirkt als thermischer Isolator.In 3D printing, the respective object is created by coating a construction platform with fresh molding material in several steps, wherein the topmost layer is selectively solidified by printing with at least one component of a binder system and at the same time selectively bonded to the underlying molding material layer. Such a plant is for example in EP 0882 568 B1 and EP 01 268 165 B1 described. If a cold-hardening molding material (eg furan resin) is used, the object can be removed from the plant. If this is a hot-curing molding material used to z. B. to achieve a higher strength in the mold element, the mold element must be heated within the support structure. The bulk material acting as a support, in which the not yet fully cured molded element is embedded, acts as a thermal insulator.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur thermischen Nachbehandlung von heißhärtenden Formelementen zu schaffen, mit der eine thermische Isolation durch das Schüttgut verhindert oder zumindest wesentlich vermindert wird. Dadurch sollen insbesondere die Aushärtezeit und Verformungen reduziert werden, die Aushärtung beschleunigt werden, die Aushärtung und die Temperaturverteilung vergleichmäßigt werden und die Aushärtung und der zeitliche Temperatur gut regelbar erfolgen.The object of the invention is to provide a device for the thermal aftertreatment of hot-curing mold elements, with which a thermal insulation is prevented by the bulk material or at least substantially reduced. As a result, in particular the curing time and deformations are to be reduced, the curing is accelerated, the hardening and the temperature distribution are made uniform and the curing and the temporal temperature can be easily controlled.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Wärmequelle mit einem Behälter mittels einer Fördereinrichtung in Wirkverbindung steht, so dass heißes Fluid durch den Behälter gefördert wird und die Wärme mittels Wärmekonvektion mit dem Fluid direkt an das heißhärtende Formelement herangeführt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, deren technische Merkmale im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.This object is achieved in that a heat source is in operative connection with a container by means of a conveyor, so that hot fluid is conveyed through the container and the heat is brought by means of thermal convection with the fluid directly to the thermosetting mold element. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, whose technical features are described in detail in the embodiment.

Die Vorrichtung kann für die thermische Nachbehandlung verschiedenartiger Objekte verwendet werden, die mit generativen Fertigungsmethoden erzeugt worden sind. Eine bevorzugte Anwendung ist das Aushärten von lasergesinterten Formelementen (z. B. aus dem unter der Bezeichnung „Croning”® bekannten Werkstoff) in widerstandsbeheizten Umluftöfen. Eine weitere bevorzugte Anwendung ist das Aushärten von 3D-gedruckten Formelementen mit heißhärtendem Phenolharzbinder in der aus dem Printer entnommenen Jobbox durch Zuführung von Heißgas.The device can be used for the thermal aftertreatment of various objects produced by additive manufacturing methods. A preferred application is the hardening of laser-sintered molded elements (for example of the material known by the name "Croning " ® ) in resistance-heated circulating air ovens. Another preferred application is the curing of 3D printed mold elements with thermosetting phenolic resin binder in the extracted from the printer Jobbox by supplying hot gas.

Durch Anwendung dieser Vorrichtung kann die isolierende Wirkung des Schüttgutes wesentlich reduziert werden. So haben Untersuchungen der Anmelderin ergeben, dass mit der erfindungsgemäß geänderten Wärmezufuhr bereits nach zwei Stunden die plastische Phase überwunden und die Solltemperatur im Formelement erreicht wird. Eine Ausführungsform nutzt einen Behälter, der auf zwei gegenüberliegenden Seiten mit gasdurchlässigen Wänden ausgestattet und ansonsten im Wesentlichen gasdicht ist. Die gasdurchlässigen Wände des Behälters werden mit Leitungen mit einer Wärmequelle, z. B. gasbeheizt, verbunden. Ein Gebläse drückt oder saugt das Heißgas durch den Behälter hindurch.By applying this device, the insulating effect of the bulk material can be substantially reduced. Thus, investigations of the Applicant have shown that with the heat supply changed according to the invention the plastic phase is overcome already after two hours and the setpoint temperature in the molded element is reached. One embodiment utilizes a container that is equipped with gas-permeable walls on two opposing sides and is otherwise substantially gas-tight. The gas-permeable walls of the container with lines with a heat source, eg. B. gas-heated, connected. A blower pushes or sucks the hot gas through the container.

Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Temperatur im Formelement indirekt über die Temperatur des Konvektionswärmeträgers gemessen werden. Durch die niedrige Wärmekapazität des Konvektionswärmeträgers und die große Oberfläche im Porenraum von Schüttgut und Formelement nimmt der Konvektionswärmeträger auf der Abluft-Seite in etwa die Temperatur von Schüttgut und Formelement an. Durch die ständige Durchströmung von Schüttgut und Formelement wird eine sehr gleichmäßige Temperatur im gesamten Behälter erreicht. Das verringert unterschiedliche Wärmedehnung und verhindert oder verringert zumindest den Verzug des aushärtenden Formelements. Außerdem haben Untersuchungen der Anmelderin ergeben, dass mit der erfindungsgemäß geänderten Wärmezufuhr die Temperaturdifferenz zwischen Formelement und Umgebung um mehr als eine Zehnerpotenz verringert werden kann, so dass die Temperatur außerhalb des Formelements gemessen werden kann.By using the device according to the invention, the temperature in the mold element can be measured indirectly via the temperature of the convection heat carrier. Due to the low heat capacity of the convection heat carrier and the large surface area in the pore space of the bulk material and the molded element, the convection heat carrier on the exhaust side approximates the temperature of the bulk material and the form element. Due to the constant flow of bulk material and molding a very uniform temperature throughout the container is achieved. This reduces differential thermal expansion and prevents or at least reduces the distortion of the hardening molding element. In addition, investigations by the applicant have shown that with the heat input changed according to the invention, the temperature difference between the mold element and the environment can be reduced by more than a power of ten, so that the temperature can be measured outside the formula element.

Eine alternative Ausführungsform nutzt aufgeprägte Druckschwingungen in einem Umluftofen, die zwangsläufig einen ständigen Gastransport im Schüttgut und im porösen Formstoff bewirken. Dabei wird durch die pulsierende Fahrweise des Anlagendruckes Gas durch das Schüttgut und durch den porösen Formstoff hindurch gefördert, wodurch die Isolationswirkung des Schüttgutes weitgehend überwunden wird. Diese Verminderung der isolierenden Wirkung ermöglicht einen besseren Wärmeaustausch, wodurch letztlich eine kürzere Aushärtezeit und eine höhere Maßhaltigkeit der Formelemente erreicht werden.An alternative embodiment uses impressed pressure oscillations in a convection oven, which inevitably cause a constant gas transport in the bulk material and in the porous molding material. In this case, gas is conveyed through the bulk material and through the porous molding material through the pulsating mode of operation of the system pressure, whereby the insulating effect of the bulk material is largely overcome. This reduction of the insulating effect allows a better heat exchange, which ultimately a shorter curing time and a higher dimensional accuracy of the mold elements can be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be described below. Show it:

1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 the basic structure of a device according to the invention

2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer modifizierten Ausgestaltung mit Abwärme Nutzung 2 the inventive device in a modified embodiment with waste heat utilization

3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer modifizierten Ausgestaltung mit Ofen 3 the device according to the invention in a modified embodiment with furnace

1 zeigt eine Ausführung, mit der grundsätzlichen Funktionsweise. In einem Behälter (1) befindet sich ein Schüttgut (2) in dem ein Formelement (3) eingebettet ist. Ein Gebläse (4) fördert über Leitungen (5) durch eine Heizung (6) einen Konvektionswärmeträger (7) der den Behälter (2) mit zwei gasdurchlässigen Wänden als Reaktionsgas-Abluft (8) verlässt und/oder dem Behälter (2) als Reaktionsgas-Zuluft (9) zugeführt wird. Eine Temperaturmessung (10) ermittelt über den Konvektionswärmeträger (7) die Temperatur des Formelementes (3). Das Messsignal der Temperaturmessung (10) wird an eine Regeleinrichtung (11) geleitet, die das Gebläse (4) und/oder die Heizung (6) regelt. Bei Bedarf kann der Vorrichtung Frischgas (13) zugeführt und/oder Abgas (14) entzogen werden. 1 shows an embodiment, with the basic operation. In a container ( 1 ) is a bulk material ( 2 ) in which a shaped element ( 3 ) is embedded. A blower ( 4 ) via lines ( 5 ) by a heater ( 6 ) one Convection heat carrier ( 7 ) of the container ( 2 ) with two gas-permeable walls as reaction gas exhaust air ( 8th ) leaves and / or the container ( 2 ) as reaction gas supply air ( 9 ) is supplied. A temperature measurement ( 10 ) determined via the convection heat carrier ( 7 ) the temperature of the molded element ( 3 ). The measuring signal of the temperature measurement ( 10 ) is sent to a control device ( 11 ), which is the blower ( 4 ) and / or the heating ( 6 ) regulates. If necessary, the device fresh gas ( 13 ) and / or exhaust gas ( 14 ) are withdrawn.

2 betrifft eine Ausführung, bei welcher die Heizung (6) eine Abwärmequelle ist. Der Behälter (1) ist mit einer Isolierung (15) versehen und wird auf die Leitung (5) aufgesetzt. Die eine gasdurchlässige Wand (12) ist der Behälterboden. Die andere gasdurchlässige Wand entfällt, da die Schwerkraft das gasdurchlässige Schüttgut im Behälter (1) hält und der Konvektionswärmeträger (7) aus dem Behälter (1) nach oben entweichen kann. 2 relates to an embodiment in which the heating ( 6 ) is a waste heat source. The container ( 1 ) is insulated with ( 15 ) and is placed on the line ( 5 ). The one gas-permeable wall ( 12 ) is the container bottom. The other gas-permeable wall is eliminated, since the force of gravity, the gas-permeable bulk material in the container ( 1 ) and the convection heat carrier ( 7 ) from the container ( 1 ) can escape upwards.

3 betrifft eine Ausführung, bei welcher die Heizung (6) in einem Ofen mit Isolierung (15) ist. Die Leitung (5) ist eine druckdichte Einhausung und das Gebläse (4) erzeugt zeitlich veränderten Druck in der Einhausung (5). Das Gebläse (4) ist eine bewegliche Trennwand, die den Ofen in zwei Kammern teilt. Der Konvektionswärmeträger (7) wird durch das Gebläse (4) komprimiert (rechte Seite der Abbildung). Infolge der Einhausung (5) kann der Konvektionswärmeträger (7) nicht entweichen und wird durch das gasdurchlässige Schüttgut (2) und in dieses hinein geleitet. So wird die Wärme von der Heizung (6) zum Formelement (3) transportiert. Im anderen Teil des zeitlichen Zykluses (dargestellt auf der linken Seite) wird der Konvektionswärmeträger (7) durch das Gebläse (4) entspannt und als Reaktionsgase/Abluft (8) aus der gasdurchlässigen Schüttgut (2) abgesaugt, so dass danach neues Reaktionsgase/Zuluft (9) wärme zum Formelement (3) transportieren kann. Der Behälter (1) kann oben offen sein und benötigt keine gasdurchlässige Wand, kann aber auch komplett aus gasdurchlässigen Wänden bestehen. 3 relates to an embodiment in which the heating ( 6 ) in an oven with insulation ( 15 ). The administration ( 5 ) is a pressure-tight housing and the blower ( 4 ) generates time-varying pressure in the enclosure ( 5 ). The blower ( 4 ) is a movable partition dividing the furnace into two chambers. The convection heat carrier ( 7 ) by the blower ( 4 ) (right side of illustration). As a result of the enclosure ( 5 ), the convection heat carrier ( 7 ) and is through the gas-permeable bulk material ( 2 ) and directed into this. So the heat from the heater ( 6 ) to the form element ( 3 ). In the other part of the temporal cycle (shown on the left side) the convection heat carrier ( 7 ) by the blower ( 4 ) and as reaction gases / exhaust air ( 8th ) from the gas-permeable bulk material ( 2 ) sucked off so that then new reaction gases / supply air ( 9 ) heat to form element ( 3 ) can transport. The container ( 1 ) may be open at the top and does not require a gas-permeable wall, but may also consist entirely of gas-permeable walls.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ohne Abbildung sind im Folgenden beschrieben.Further advantageous embodiments without illustration are described below.

Durch die Temperaturmessung (10) des Reaktionsgases/Abluft (8) wird die Temperatur des Formelementes (3) als Signal einer Regeleinrichtung (11) zugeführt, die das Gebläse (4) und/oder die Heizung (6) so regelt, dass durch anfängliche Überhitzung die Aufheizzeit minimiert wird, bei Erreichen der Aushärte-Solltemperatur im Formelement (3) gehalten wird und nach ausreichender Aushärtezeit die Fertigstellung anzeigt werden kann.By the temperature measurement ( 10 ) of the reaction gas / exhaust air ( 8th ) the temperature of the molded element ( 3 ) as a signal of a control device ( 11 ) supplied to the blower ( 4 ) and / or the heating ( 6 ) is regulated so that the heating time is minimized by initial overheating, upon reaching the curing target temperature in the molding element ( 3 ) is held and after sufficient curing time the completion can be displayed.

Wenn das Formelement (3) eine ausreichende Grünfestigkeit aufweist, dass es aus der Jobbox einer Vorrichtung, die schichtweise dreidimensionale Formelemente ohne Formwerkzeug herstellt, entnommen werden kann, wird als gasdurchlässiges Schüttgut (2) vorzugsweise eine Schüttung aus Kugeln gleichen Durchmessers verwendet und das Formelement (3) darin eingebettet.When the form element ( 3 ) has sufficient green strength that it can be removed from the job box of a device which produces layer-by-layer three-dimensional mold elements without a mold, is used as a gas-permeable bulk material ( 2 ) preferably a bed of balls of the same diameter used and the mold element ( 3 ) embedded in it.

Unabhängig von der jeweils konkreten Ausgestaltung werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die Zeit zum Aufheizen sowie der Verzug des Formelements deutlich verringert und die Temperatur im Formelement wird regelbar, ohne dass eine Messstelle im Formelement angebracht wird.Regardless of the specific embodiment of the inventive device, the time for heating and the delay of the formula element are significantly reduced and the temperature in the mold element is adjustable without a measuring point is mounted in the mold element.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Behältercontainer
22
gasdurchlässiges Schüttgutgas-permeable bulk material
33
Formelementforming element
44
Gebläsefan
55
Leitungen/EinhausungenLines / enclosures
66
Heizungheater
77
Konvektionswärmeträger z. B. HeißgasConvection heat carrier z. B. hot gas
88th
Reaktionsgase/AbluftReaction gases / exhaust air
99
Reaktionsgase/ZuluftReaction gases / supply
1010
Temperaturmessungtemperature measurement
1111
Regeleinrichtungcontrol device
1212
gasdurchlässige Wandgas permeable wall
1313
Frischgasfresh gas
1414
Abgasexhaust
1515
Isolierunginsulation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 92/11577 A1 [0003] WO 92/11577 A1 [0003]
  • DE 4414775 A1 [0003] DE 4414775 A1 [0003]
  • DE 102004012682 A1 [0004] DE 102004012682 A1 [0004]
  • EP 0882568 B1 [0011] EP 0882568 B1 [0011]
  • EP 01268165 B1 [0011] EP 01268165 B1 [0011]

Claims (5)

Vorrichtung zur thermischen Nachbehandlung von Formelementen, die mittels 3D-aufbauender Verfahren hergestellt wurden und aus einem heiß aushärtbaren Formstoff zu einem dreidimensionalen Objekt ausgestaltet und in einem Schüttgut eingebettet ausgehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Behälter (1) ein Formelement (3) in einem gasdurchlässigen, thermisch nicht aushärtenden Schüttgut (2) eingebettet ist und dem Behälter (1) über Leitungen/Einhausungen (5) eine Heizung (6) zugeordnet ist, die mit einem Gebläse (4) einen Konvektionswärmeträger (7) durch das Schüttgut (2) leitet und damit das Formelement (3) aufheizt.A device for thermal after-treatment of molded elements which have been produced by 3D constructive method and cured configured of a heat-curable molding material to a three-dimensional object and embedded in a bulk material, characterized in that (in a container 1 ) a form element ( 3 ) in a gas-permeable, thermally non-hardening bulk material ( 2 ) and the container ( 1 ) via lines / housings ( 5 ) a heater ( 6 ) associated with a blower ( 4 ) a convection heat carrier ( 7 ) through the bulk material ( 2 ) and thus the form element ( 3 ) heats up. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (3) aus einem heißhärtenden Formstoff, vorzugsweise aus einem mineralischen Sand als Grundmasse und einem Phenolharz als Binder besteht.Device according to claim 1, characterized in that the shaped element ( 3 ) consists of a thermosetting molding material, preferably of a mineral sand as a base and a phenolic resin as a binder. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) zwei gasdurchlässige Wände (12) hat, die vorzugsweise senkrecht zur kleinsten Behälterabmessung liegen, wobei die obere Wand entfallen kann, wenn die andere gasdurchlässige Wand der Behälterboden ist.Device according to claim 1, characterized in that the container ( 1 ) two gas-permeable walls ( 12 ), which are preferably perpendicular to the smallest container size, wherein the upper wall may be omitted if the other gas-permeable wall is the container bottom. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) die Jobbox einer Vorrichtung ist, die schichtweise dreidimensionale Formelemente ohne Formwerkzeug herstellt, und das gasdurchlässige Schüttgut (2) der nicht aushärtbare Anteil des Formstoffs ist.Device according to claim 1, characterized in that the container ( 1 ) is the job box of a device which produces layer-by-layer three-dimensional mold elements without a mold, and the gas-permeable bulk material ( 2 ) is the non-curable portion of the molding material. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsgase/Abluft (8) bzw. der Konvektionswärmeträger (7) die Information über die Temperatur im Formelement (3) zu einer Temperaturmessung (10) tragen, deren Signal einer Regeleinrichtung (11) zugeführt wird, die das Gebläse (4) und/oder die Heizung (6) regelt.Apparatus according to claim 1, characterized in that the reaction gases / exhaust air ( 8th ) or the convection heat carrier ( 7 ) the information about the temperature in the molding element ( 3 ) to a temperature measurement ( 10 ) whose signal is sent to a control device ( 11 ) is supplied to the blower ( 4 ) and / or the heating ( 6 ) regulates.
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