DE102012014838A1 - Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012014838A1 DE102012014838A1 DE102012014838.0A DE102012014838A DE102012014838A1 DE 102012014838 A1 DE102012014838 A1 DE 102012014838A1 DE 102012014838 A DE102012014838 A DE 102012014838A DE 102012014838 A1 DE102012014838 A1 DE 102012014838A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- powder
- powder separator
- building material
- inlet
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000004566 building material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 6
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/35—Cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
- B22F10/68—Cleaning or washing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/41—Radiation means characterised by the type, e.g. laser or electron beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
- B22F12/52—Hoppers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 1 zur Herstellung dreidimensionaler Objekte 6 durch sukzessives Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials 5 an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes 6 entsprechenden Stellen, mit einer eine Tragevorrichtung zum Tragen des Objekts aufweisenden Baukammer 3, einer Dosierkammer 2 zum Bevorraten des Aufbaumaterials, einer Aufbringvorrichtung 7 zum Aufbringen des Materials, einer Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen der aufgetragenen Schichten des Aufbaumaterials 5 an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen und einer Abführeinrichtung 10 zum Abführen von Aufbaumaterial 5, das während oder nach dem Bauvorgang aus einer Prozesskammer der Vorrichtung 1 zu entfernen ist, wobei sie einen Pulverabscheider 8 mit wenigstens einem Einlass 14, einem Teilchenauslass 24 und einem Luftauslass 17 umfasst, wobei der Einlass 14 mit der Abführeinrichtung 10 zur Aufnahme der pulverhaltigen Abluft 12 verbindbar ist und das Volumen des Pulverabscheiders 8 im Vergleich zum Volumen der pulverhaltigen Abluft 12, das in den Pulverabscheider 8 gelangt, so gewählt ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft 12 bei Eintritt in den Pulverabscheider 8 verlangsamt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte durch sukzessives Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen Aufbaumaterials gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Die Vorrichtungen können als Laserschmelzmaschinen (SLS) und Lasersintermaschinen (SLM) ausgebildet sein. Im Rahmen des Bauvorgangs wird zuerst auf den Träger der Baukammer und danach immer auf die oberste Pulverschicht eine weitere Pulverschicht aufgebracht und an den zu verfestigenden Stellen mittels eines Lasers mit Energie beaufschlagt. Das derart gebaute dreidimensionale Objekt kann als Prototyp, als Werkzeug oder auch im Bereich der Medizintechnik verwendet werden.
- Das Objekt wird in einer üblicherweise quaderförmigen Baukammer gebaut, wobei der Grundriss rechteckig oder quadratisch ist. Da eine neu aufgetragene Pulverschicht jeweils auf eine Ebene aufzutragen ist, muss die Pulverschicht den ganzen Baukammerquerschnitt bedecken. Es ist zwar auch bekannt, das Bauvolumen dadurch sozusagen künstlich einzuengen, das aus dem Aufbaumaterial während des Bauvorgangs eine Art künstliche Wand erzeugt wird und dadurch nur noch ein viel geringeres Volumen der Baukammer mit Aufbaumaterial zu füllen ist. Jedoch bleibt in jedem Fall Aufbaumaterial übrig, das nach dem Bauvorgang aus der Baukammer zu entfernen ist.
- Zusätzlich fällt während des Bauvorgangs überschüssiges Aufbaumaterial an, das in einer Überlaufkammer aufgefangen werden kann. Der Überschuss an Aufbaumaterial kommt dadurch zustande, dass mit dem Beschichter immer etwas zu viel Aufbaumaterial von der Dosierkammer zur Baukammer transportiert wird um Lücken in der Pulverschicht sicher zu vermeiden. Dieses überschüssige und das in der Baukammer noch lose, pulverförmige Aufbaumaterial ist nach dem Bauvorgang aus der Lasersinter- bzw. Laserschmelzmaschine zu entfernen.
- Dabei werden üblicherweise Saugvorrichtungen verwendet, bei denen das aufgesaugte Aufbaumaterial ausgefiltert und in einem Sammelbehälter gesammelt wird.
- Derartige Abführeinrichtungen zum Abführen des Aufbaumaterials sind allerdings aufgrund des Einsatzes von Filtern aufwendig in der Reinigung. Die Filter setzen sich in gewissen Zeitabständen zu, und müssen dann aus dem Sammelbehälter entfernt werden. Der ganze Vorgang ist extrem aufwendig, da die Abführeinrichtung und der Sammelbehälter mit einem Inertgas gefüllt sein müssen, um eine Explosion des pulverförmigen Aufbaumaterials zu vermeiden. Vor dem Reinigen der Filter ist daher das Inertgas erst zu entfernen und nach der Reinigung wieder in die Anlage einzuführen. Zusätzlich fällt selbstverständlich noch die Arbeit des Reinigens der Filter an.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 anzugeben, bei der das überschüssige Aufbaumaterial während oder nach dem Bauvorgang abgeführt werden kann und dabei wartungs- und reinigungsfreundlicher ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Als Kern der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird es angesehen, dass ein Pulverabscheider vorgesehen wird, der aufgrund seiner Ausgestaltung eine Volumenvergrößerung des eintretenden Abluftstromes bewirkt, wodurch sich dieser verlangsamt. Die in der Abluft enthaltenen Partikel, nämlich das abgesaugte Pulver, bewegen sich dagegen weitgehend ungebremst fort und fallen im Innenraum des Pulverabscheiders auf den Boden. Ihre Flugbahn beschreibt dabei eine Parabelform, der genaue Verlauf der Flugbahn hängt vom Gewicht und der Geschwindigkeit eines Partikels ab. Als Partikel wird dabei ein einzelnes Pulverkorn verstanden. Unter Abluft wird in der vorliegenden Anmeldung ein Gas-Partikel-Gemisch verstanden. Das Gas ist dabei notwendig, um eine Explosion des pulverförmigen Aufbaumaterials zu vermeiden. Dieses muss daher sauerstofffrei sein.
- Vorteilhaft auf den Abscheideprozess wirkt sich auch die Tatsache aus, dass in dem Pulverabscheider der Gasstrom gezwungen wird, von seiner Einströmungsrichtung abzuweichen, weil er seitlich durch eine Absaugöffnung abgesaugt wird. Die Trägheit der Partikel bewirkt, dass die Partikel sich dabei aus dem Pulverstrom verstärkt abscheiden, so dass nur relativ wenige oder keine Pulverpartikel durch die Absaugöffnung der Vorrichtung gelangen. Die Pulverpartikel werden in der Pulverabscheidervorrichtung aufgefangen.
- Das Abbremsen der Abluft ergibt sich dabei aus der in der Strömungslehre bekannten Kontinuitätsgleichung, die auf den Gasstrom angewendet werden kann. Die im Gasstrom enthaltenen Pulverkörner oder Pulverteilchen bzw. Partikel werden dagegen nicht abgebremst bzw. verringern ihre Geschwindigkeit nicht, weshalb sie aus dem abgebremsten Gasstrom herausgelöst werden und zu Boden fallen.
- Im Gegensatz zu herkömmlichen Abscheidern wie Zyklonen wird die Abluft damit gerade nicht beschleunigt, sondern im Gegenteil abgebremst. Dadurch lässt sich ein extrem einfacher und kostengünstiger Aufbau realisieren, der trotzdem eine vollkommene Reinigung der Abluft von Pulverkörnern erlaubt.
- Wesentlich für das Funktionieren des Pulverabscheiders ist, dass sein Volumen im Vergleich zum Volumen der Abluft, das in den Pulverabscheider gelangt so groß ist, dass eine Verlangsammung der Strömungsgeschwindigkeit der Abluft bei Eintritt in den Pulverabscheider eintritt. Neben der Fläche der Einlassöffnung ist damit auch die Geschwindigkeit der Abluft entscheidend dafür, wieviel Volumen Abluft pro Zeiteinheit in den Pulverabscheider eintritt. Selbstverständlich kann im Rahmen des Betriebs ein sehr viel größeres Volumen an Abluft gereinigt werden, als der Pulverabscheider selbst aufnehmen kann. Entscheidend ist demnach, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft so eingestellt wird, dass in Abhängigkeit des Volumens des Pulverabscheiders der gewünschte Effekt immer eintritt. Andererseits kann, wenn das Pulver mit einem Unterdruck aus der Lasersinter- bzw. Laserschmelzmaschine abgesaugt wird, das Volumen des Pulverabscheiders so groß gewählt werden, dass für die gewählte Absaugeinrichtung auch bei maximaler Strömungsgeschwindigkeit der Abluft ein Abscheiden der Pulverteilchen gelingt.
- Mit Strömungsgeschwindigkeit ist dabei die maximale Strömungsgeschwindigkeit der Abluft gemeint. Üblicherweise liegt in einem glatten Schlauch eine laminare Strömung vor, bei der die maximale Strömungsgeschwindigkeit doppelt so groß ist wie die Durchschnitts-Strömungsgeschwindigkeit.
- Mit besonderem Vorteil befindet sich der Luftauslass bodenabgewandt auf einer Seite des Pulverabscheiders oder an der Decke. Dadurch können die aus der abgebremsten Abluft herausgeschleuderten Pulverteilchen nicht in den Luftauslass gelangen. Zur Ausfilterung möglicherweise immer noch im Gas vorhandener Schwebeteilchen kann am Luftauslass auch ein Filter angeordnet sein, der allerdings nicht für die eigentliche Filterung der Partikel vorgesehen ist, sondern wie beschrieben zum Aussondern von Schwebeteilchen.
- Der Teilchenauslass ist an der Bodenfläche des Pulverabscheiders angeordnet. Er kann auch mit einem Ventil abschließbar ausgebildet sein.
- Vorzugsweise können sich im Bereich des Einlasses des Pulverabscheiders Luftleitbleche befinden, die zusätzlich zur Volumenvergrößerung zu einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Abluft führen.
- Um zu verhindern, dass das bereits abgeschiedene Pulver durch nachströmende Abluft eventuell wieder aufgewirbelt wird, kann der Pulverabscheider im Bodenbereich einen Einziehboden mit wenigstens einer Öffnung aufweisen, durch die das abgeschiedene Pulver in einen Sammelbehälter gelangt. Dieser Einziehboden kann auch aus einer Vielzahl an Trichtern gebildet werden, deren verjüngte Enden nach unten weisen. Dadurch werden die abgeschiedenen Pulverkörner in den Sammelbehälter geführt, während ein Herauslösen durch die nachströmende Abluft wesentlich erschwert ist.
- Falls der Einziehboden eine plane Fläche hat, die lediglich von den Öffnungen unterbrochen wird, kann eine Kehr- oder Schiebevorrichtung vorgesehen werden, die über dem Einziehboden verfahrbar ist und mit der die auf dem Einziehboden abgelagerten Pulverkörnchen zu den Öffnungen gekehrt bzw. verschoben werden können.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Pulverabscheider als Überlaufbehälter unmittelbar in die Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte zu integrieren. Die Integration geschieht derart, dass der Einlass in die Bodenplatte einer Prozesskammer mündet, die Dosierkammer, Baukammer und Überlaufbehälter übergreift. Dies führt dazu, dass eine Beschichterklinge, die aus der Dosierkammer Baumaterial in der Baukammer als dünne Schicht aufbringt, nicht beim Beschichtungsprozess verbrauchtes Pulver unmittelbar in den Pulverabscheider fördert. Der Pulverabscheider hat damit eine Doppelfunktion. Er dient einerseits ohne dass es eines Absaugvorganges bedarf als Überlaufbehälter, er kann aber auch zum Reinigungsvorgang unmittelbar eingesetzt werden dadurch, dass die Einlassöffnung mit der Abführeinrichtung temporär verbunden wird. Die Abführeinrichtung kann innerhalb der Prozesskammer auf den Einlass aufgesetzt werden und durch Unterdruckerzeugung in der als Pulverabscheider ausgebildeten Überlaufkammer weiteres Pulver aus der Dosierkammer und/oder aus der Baukammer nach Abschluss des Bauvorgangs in den Abscheider fördern.
- Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert: Diese zeigen:
-
1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung1 , -
2 eine Detailansicht des Pulverabscheiders, in einer ersten Ausgestaltung, -
3 den Pulverabscheider in einer zweiten Ausgestaltung, -
4 den Pulverabscheider in einer dritten Ausgestaltung, -
5 den Pulverabscheider in einer weiteren Ausgestaltung, -
6 eine schematische Darstellung der für die Erfindung relevanten Komponenten der Vorrichtung mit integriertem Pulverabscheider, der die Funktion eines Überlaufbehälters erfüllt, -
7 die Vorrichtung gemäß6 mit temporär aufgesetzter Abführeinrichtung, -
8 eine Darstellung der Vorrichtung gemäß6 mit vollem Pulverabscheider, bereit zur Entleerung desselben. -
1 zeigt eine Vorrichtung1 zur Herstellung dreidimensionaler Objekte. Diese umfasst unter anderem eine Dosierkammer2 , eine Baukammer3 und eine Überlaufkammer4 . Bekanntermaßen wird im Bauraum Aufbaumaterial5 mittels einer Bestrahlungseinrichtung an den gewünschten Stellen zu einem dreidimensionalen Objekt6 verfestigt. Das Aufbaumaterial5 ist pulverförmig und wird mittels eines Beschichters7 von der Dosierkammer2 zur Baukammer3 transportiert. Überschüssiges Aufbaumaterial5 wird in der Überlaufkammer4 abgelegt. Die Dosierkammer2 , die Baukammer3 und die Überlaufkammer4 sind dabei von der Umgebung in der sogenannten Prozesskammer, die nicht explizit dargestellt ist, gasdicht von der Umgebung abgekapselt, so dass das Innere der Prozesskammer und damit insbesondere die Dosierkammer2 und die Baukammer3 von Sauerstoff frei gehalten werden können. Hierfür wird die Prozesskammer mit einem Inertgas16 geflutet. - Nach dem Bauvorgang befindet sich während des Bauvorgangs nicht benötigtes Aufbaumaterial
5 sowohl in der Dosierkammer2 als auch in der Baukammer3 wie auch in der Überlaufkammer4 . Um dieses Aufbaumaterial5 wieder zu verwenden ist der erfindungsgemäße Pulverabscheider8 vorgesehen. Dieser kann eine feste, schlauchartige Verbindung9 zu jeder der Kammern2 ,3 und4 aufweisen, alternativ oder zusätzlich kann auch eine Absaugeinrichtung10 vorgesehen sein. Diese kann beispielsweise von einer Bedienungsperson mittels einer Glovebox verwendet werden, ohne die Schutzgasatmosphäre in der Prozesskammer aufzuheben. Der Pulverabscheider8 weist zum Ansaugen des nicht verfestigten Aufbaumaterials5 eine Vorrichtung11 zur Erzeugung eines Unterdrucks auf. -
2 zeigt den Pulverabscheider8 in einer ersten Ausführungsform. Die Abluft12 bestehend aus dem Inertgas16 und den Pulverteilchen15 wird dem Pulverabscheider8 über den Zulaufschlauch13 zugeführt. Am Einlass14 vergrößert sich für die Abluft das zur Verfügung stehenden Volumen schlagartig, wodurch sie stark abgebremst wird. Die in der Abluft12 vorhandenen Pulverteilchen15 verlangsamen sich jedoch nicht sofort und bewegen sich aufgrund ihrer Trägheit zuerst einmal weiter. Da es nun allerdings keine sie antreibende Kraft mehr gibt fallen sie in einer Parabelbahn auf den Boden. Dadurch wird das Inertgas16 von den Pulverteilchen15 befreit. Im Inertgas16 können sich nunmehr höchstens noch Schwebeteilchen befinden, die nicht genügend eigene Masse besitzen, um durch das Abbremsen der Abluft12 aus dem Inertgas16 separiert zu werden. Zur Ausscheidung dieser Teilchen kann sich im Luftauslass17 ein Filter18 befinden. Dieser ist jedoch nicht für die Abscheidung der Pulverteilchen15 zuständig. -
3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Pulverabscheiders8 . In dieser Ausgestaltung befinden sich im Bereich des Einlasses14 Luftleitbleche19 . Diese helfen die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft12 weiter zu verringern. Die Luftleitbleche19 können gerade Bleche sein, sie können aber auch gebogen sein. Weiterhin können die Luftleitbleche symmetrisch zueinander und mit gleichbleibenden Abständen oder auch mit sich verringernden oder vergrößernden Abständen angeordnet werden. -
4 zeigt den Pulverabscheider in einer dritten Ausgestaltung. Dabei befindet sich am Boden des Pulverabscheiders8 ein Einziehboden20 mit Öffnungen21 . Die Öffnungen21 können eine Kreisform aufweisen, sie können aber auch schlitzartig ausgebildet sein. Der Einziehboden20 soll verhindern, dass in den Pulverabscheider8 nachströmde Abluft12 die bereits abgeschiedenen Pulverteilchen16 wieder aufwirbelt und in das eigentlich bereits gereinigte Inertgas16 einträgt. Hierfür soll der Einziehboden20 die Angriffsfläche verringern. Um auf dem Einziehboden20 abgelagerte Pulverteilchen15 in die Öffnungen schieben zu können, befindet sich auf dem Einziehboden20 ein Schieber22 , der über den Einziehboden20 hin- und herbewegt werden kann. Der Schieber22 verschiebt auf dem Einziehboden20 liegenden Pulverteilchen15 derart, dass sie zu den Öffnungen21 hingeschoben werden und somit in das Sammelbehältnis23 fallen, das durch den Einziehboden20 und den Boden des Pulverabscheiders8 gebildet wird. Damit die Pulverteilchen15 auch zu den Öffnungen21 verschoben werden, kann der Schieber22 an die Form der Öffnungen21 angepasst werden. Beispielsweise kann der Schieber an im unteren Abschnitt aneinander gereihte trichterartige Schiebelemente aufweisen, die aufgrund ihrer Form die auf dem Einziehboden20 befindlichen Pulverteilchen15 nicht nur vor sich herschieben, sondern auch konzentrieren, sodass die Pulverteilchen15 sicher in die Öffnungen21 fallen, falls die Öffnungen21 nicht die gesamte Breite des Einziehbodens20 einnehmen. - Am Boden des Pulverabscheiders
18 oder auf der Seite unten befindet sich wenigstens ein Teilchenauslass24 , der mit einem Ventil25 abgeschlossen werden kann. -
5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Einziehbodens20 des Pulverabscheiders8 . Dieser weist dabei auf der gesamten Fläche trichterartige Vertiefungen auf, sodass sich auf der Oberseite keinerlei Pulverteilchen15 ablagern können. Dadurch wird kein Schieber22 mehr zur Reinigung der Oberfläche des Einziehbodens20 benötigt. -
6 zeigt einen Pulverabscheider8 , der als Überlaufkammer4 in die Vorrichtung1 integriert ist. Der Einlass14 mündet in die Bodenplatte26 der Prozesskammer, sodass der Beschichter7 das überschüssige Aufbaumaterial5 , das während des Transports von der Dosierkammer2 zur Baukammer3 zum Beschichten nicht benötigt wurde direkt wegbefördern kann. - Zusätzlich kann, wie
7 zeigt, nach dem Bauvorgang die Abführeinrichtung10 an den Pulverabscheider8 bzw. seinen Einlass14 angekoppelt werden. Die Abführeinrichtung10 wird mit Intertgas16 beaufschlagt, sodass das während des Bauprozesses nicht verfestigte Pulver in der Baukammer3 aus dieser abgesaugt werden kann. Die am Einlass14 in den Pulverabscheider8 eintretende Abluft12 wird wie oben bereits beschrieben in Inertgas16 und Pulverteilchen15 getrennt und das Gas über ein Luftauslass17 aus dem Pulverabscheider8 entlassen. -
8 zeigt den Pulverabscheider8 nach dem Entleeren der Baukammer3 . Der Auslass24 mündet dabei in einer T-förmige Rohranordnung27 . Durch Beaufschlagung der Rohranordnung27 mit Inertgas16 wird das im Pulverabscheider angesammelte Aufbaumaterial5 aus dem Pulverabscheider8 sukzessive entfernt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Dosierkammer
- 3
- Baukammer
- 4
- Überlaufkammer
- 5
- Aufbaumaterial
- 6
- Objekt
- 7
- Beschichter
- 8
- Pulverabscheider
- 9
- Schlauch
- 10
- Absaugeinrichtung
- 11
- Vorrichtung Unterdruck
- 12
- Abluft
- 13
- Zulaufschlauch
- 14
- Einlass
- 15
- Pulverteilchen
- 16
- Inertgas
- 17
- Luftauslass
- 18
- Filter
- 19
- Luftleitblech
- 20
- Einziehboden
- 21
- Öffnungen
- 22
- Schieber
- 24
- Teilchenauslass
- 25
- Ventil
- 26
- Bodenplatte
- 27
- Rohranordnung
Claims (13)
- Vorrichtung (
1 ) zur Herstellung dreidimensionaler Objekte (6 ) durch sukzessives Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen, mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung verfestigbaren Aufbaumaterials (5 ) an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes (6 ) entsprechenden Stellen, mit einer eine Tragevorrichtung zum Tragen des Objekts aufweisenden Baukammer (3 ), einer Dosierkammer (2 ) zum Bevorraten des Aufbaumaterials, einer Aufbringvorrichtung (7 ) zum Aufbringen des Materials, einer Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen der aufgetragenen Schichten des Aufbaumaterials (5 ) an den dem jeweiligen Querschnitt des Objektes entsprechenden Stellen und einer Abführeinrichtung (10 ) zum Abführen von Aufbaumaterial (5 ), das während oder nach dem Bauvorgang aus einer Prozesskammer der Vorrichtung (1 ) zu entfernen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Pulverabscheider (8 ) mit wenigstens einem Einlass (14 ), einem Teilchenauslass (24 ) und einem Luftauslass (17 ) umfasst, wobei der Einlass (14 ) mit der Abführeinrichtung (10 ) zur Aufnahme der pulverhaltigen Abluft (12 ) verbindbar ist und das Volumen des Pulverabscheiders (8 ) im Vergleich zum Volumen der pulverhaltigen Abluft (12 ), das in den Pulverabscheider (8 ) gelangt, so gewählt ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft (12 ) bei Eintritt in den Pulverabscheider (8 ) verlangsamt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverabscheider (
8 ) im Bereich des Einlasses (14 ) und/oder im weiteren Innenbereich Luftleitbleche (19 ) aufweist, die die Abluft (12 ) verlangsamen. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverabscheider (
8 ) im Bodenbereich einen Einziehboden (20 ) mit wenigstens einer Öffnung (21 ) aufweist, durch die das abgeschiedene Pulver in einen Sammelbehälter gelangt. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Luftauslass (
17 ) ein Filter (18 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftauslass (
17 ) bodenabgewandt und auf der Seite angeordnet ist, die dem Einlass (14 ) gegenüberliegt. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Pulverabscheiders (
8 ) im Vergleich zum Volumen der pulverhaltigen Abluft (12 ), das in einem Zeitraum von einer Sekunde in den Pulverabscheider (8 ) gelangt, wenigstens zwei, vorzugsweise fünf mal so groß ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Pulverabscheiders (
8 ) im Vergleich zum Volumen der pulverhaltigen Abluft (12 ), das in einem Zeitraum von einer Sekunde in den Pulverabscheider gelangt, wenigstens zehn mal so groß ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenauslass (
24 ) an der Bodenfläche des Pulverabscheiders (8 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenauslass (
24 ) ein Ventil (25 ) aufweist, mit dem das Auslassen des abgeschiedenen Pulvers steuerbar ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenauslass (
24 ) mit der Dosierkammer (2 ) oder einer die Dosierkammer (2 ) beschickenden Einrichtung verbunden ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenauslass (
24 ) mit einem Pulverreservoir zum Lagern von Pulver verbunden ist. - Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverabscheider (
8 ) als Überlaufkammer (5 ) in die Vorrichtung (1 ) integriert ist und mit ihrem Einlass (14 ) in eine Bodenplatte der Prozesskammer mündet derart, dass beim Beschichtungsvorgang nicht in der aufgetragenen Baumaterialschicht verbrauchtes Baumaterial von der Aufbringvorrichtung (7 ) unmittelbar in den Pulverabscheider gefördert wird. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an den in der Bodenplatte der Prozesskammer befindlichen Einlass (
14 ) die Abführeinrichtung (10 ) temporär ankoppelbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012014838.0A DE102012014838A1 (de) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012014838.0A DE102012014838A1 (de) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012014838A1 true DE102012014838A1 (de) | 2014-01-30 |
Family
ID=49912017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102012014838.0A Pending DE102012014838A1 (de) | 2012-07-27 | 2012-07-27 | Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012014838A1 (de) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016119887A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Print head drop detectors and method for determining risk of ignition of airborne particles |
DE102015106219A1 (de) * | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten |
EP3112136A3 (de) * | 2015-06-12 | 2017-03-22 | Ricoh Company, Ltd. | Vorrichtung zur herstellung eines dreidimensionalen objekts |
DE102016119849A1 (de) * | 2016-10-18 | 2018-04-19 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Bauteile |
EP3412382A1 (de) * | 2017-06-06 | 2018-12-12 | LayerWise N.V. | Vorrichtung mit einem modul zur schichtweisen herstellung eines produkts |
CN109175368A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-11 | 首都航天机械有限公司 | 一种激光选区熔化成形钛合金复杂内腔的清洗方法 |
CN110315080A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-10-11 | 南京精铖新材料科技有限公司 | 一种具有除尘功能的金属铺粉3d打印机 |
WO2020165430A1 (de) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | Rapid Shape Gmbh | Verfahren und reinigungssystem zum reinigen dreidimensionaler objekte |
US11465204B2 (en) | 2016-07-26 | 2022-10-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Cooling of build material in 3D printing system |
-
2012
- 2012-07-27 DE DE102012014838.0A patent/DE102012014838A1/de active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016119887A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Print head drop detectors and method for determining risk of ignition of airborne particles |
DE102015106219A1 (de) * | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten |
US10166718B2 (en) | 2015-06-12 | 2019-01-01 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus for fabricating three-dimensional object |
EP3112136A3 (de) * | 2015-06-12 | 2017-03-22 | Ricoh Company, Ltd. | Vorrichtung zur herstellung eines dreidimensionalen objekts |
US11465204B2 (en) | 2016-07-26 | 2022-10-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Cooling of build material in 3D printing system |
US10730234B2 (en) | 2016-10-18 | 2020-08-04 | Concept Laser Gmbh | Apparatus for additively manufacturing of three-dimensional components |
DE102016119849A1 (de) * | 2016-10-18 | 2018-04-19 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Bauteile |
BE1025293B1 (nl) * | 2017-06-06 | 2019-01-15 | Layerwise N.V. | Apparaat met een module voor het laagsgewijs vervaardigen van een product |
EP3412382A1 (de) * | 2017-06-06 | 2018-12-12 | LayerWise N.V. | Vorrichtung mit einem modul zur schichtweisen herstellung eines produkts |
US11376693B2 (en) | 2017-06-06 | 2022-07-05 | 3D Systems, Inc. | Apparatus with a module for the layered manufacture of a product |
CN109175368A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-11 | 首都航天机械有限公司 | 一种激光选区熔化成形钛合金复杂内腔的清洗方法 |
WO2020165430A1 (de) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | Rapid Shape Gmbh | Verfahren und reinigungssystem zum reinigen dreidimensionaler objekte |
CN110315080A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-10-11 | 南京精铖新材料科技有限公司 | 一种具有除尘功能的金属铺粉3d打印机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012014838A1 (de) | Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte | |
EP2178650B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum einbringen von hilfsmaterial | |
EP2091718B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur förderung von überschüssigem partikelmaterial beim aufbau von modellen | |
EP2864107B1 (de) | Vorrichtung zum aufbauen eines schichtenkörpers mit entlang des austragbehälters bewegbarem vorrats- oder befüllbehälter | |
EP2581126B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Abtrennen von Nasslack-Overspray | |
EP2258485B1 (de) | Vorrichtung zum Abtrennen von Nasslack-Overspray | |
EP1931479B1 (de) | Anlage zum lackieren von gegenständen und verfahren zum abtrennen von nasslack-overspray | |
EP2505268B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Abtrennen von Nasslack-Overspray | |
DE102010043166A1 (de) | Vorrichtung zur Behandlung von Pulver für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts | |
WO2008128502A2 (de) | Vorrichtung zum herstellen von dreidimensionalen objekten | |
DE102014207160A1 (de) | Umluftfiltervorrichtung für eine Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts | |
DE2802265A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum entlueften von pulver, beispielsweise milchpulver, das in ein behaeltnis, beispielsweise einen beutel eingefuellt wird | |
DE102012024266A1 (de) | Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von an Bauteilen oder Modellen anhaftendem Pulver | |
DE102017115110A1 (de) | Schichtformungsvorrichtung | |
DE102015213165A1 (de) | Herstellungsvorrichtung für Formkörper umfassend eine Pulverrückgewinnungseinrichtung mit einem Fliehkraftabscheider | |
DE102015010390A1 (de) | Anlage zur generativen Fertigung dreidimensionaler Strukturen | |
EP3248666B1 (de) | Vorrichtung für eine separation von partikel enthaltenden abgasen | |
DE102013017266A1 (de) | Filtersystem mit einem Rotationsfilter | |
DE102007040896A1 (de) | Einheit und Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Abscheiden von Nasslack-Overspray | |
EP3434352B1 (de) | Vorrichtung für die separation und sichere aufnahme von partikeln | |
DE2935773A1 (de) | Anlage zum filtern eines verunreinigten fliessmittels unter verwendung eines granulierten, pneumatisch wieder erneuerbaren materials | |
EP3188818A1 (de) | Separator und verfahren zum abtrennen von partikeln aus einem gasstrom | |
DE102015007255A1 (de) | Saugbagger | |
EP3950276B1 (de) | Trichterförmige fördervorrichtung sowie ein förder-trenn-verfahren für eine bauteil-partikelmaterial-mischung | |
WO2017005801A1 (de) | Tangential-separator (ts) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20140211 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONCEPT LASER GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CL SCHUTZRECHTSVERWALTUNGS GMBH, 96215 LICHTENFELS, DE |
|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B22F0003105000 Ipc: B22F0010730000 |
|
R016 | Response to examination communication |