DE102012203506A1

DE102012203506A1 - Streckblasmaschine mit Rapid Prototyping Bauteilen

Info

Publication number: DE102012203506A1
Application number: DE201210203506
Authority: DE
Inventors: Thomas Albrecht; Kaj Führer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-12
Also published as: CN104245275B; CN104245275A; US9085098B2; US20150037453A1; EP2822750A1; WO2013131597A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine, welches als herzustellendes Bauteil wenigstens ein Blasventil, und/oder eine Blasdüse, und/oder einen Ventilblock, und/oder eine Reckstange, und/oder einen Formträger, und/oder eine Formschale und/oder ein/mehrere ein- oder mehrteiliges Forminlay(s) mit Behältniskontur aufweist, und welches beinhaltet, dass das herzustellende Bauteil vollständig oder teilweise mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens, beispielsweise durch 3D-Druck oder Lasersintern, aus Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien, oder aus einer Kombination von Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien hergestellt wird/werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, Komponenten oder Modulbauelementen, im Folgenden auch Bauteile genannt, wie z.B. Bauteile einer Streckblasmaschine zur Herstellung von Behältnissen, wobei die Bauteile beispielsweise aus einer Kombination von zwei oder mehreren verschiedenen Materialien, bzw. Materialeigenschaften, bestehen, mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens, im Folgenden auch aRPV genannt, wie beispielsweise durch 3D-Druck/Lasersintern.
Der Einsatz von zwei oder mehreren Materialien kann z.B. notwendig ein, um verschiedene Funktionen zu erfüllen, die durch unterschiedliche Materialeigenschaften (Struktur, Festigkeit, Dichte, e-Modul, Oberflächenrauhigkeit etc.) ermöglicht werden.
Gegenwärtig werden derartige Bauteile, die oft nur in kleinen Losgrößen/kleinen Mengen benötigt werden durch Standardbearbeitungsverfahren (Schrauben, Schweißen, Gießen, Kleben, etc.) aufwendig hergestellt. Oft sind diese Bauteile zudem kundenindividuell, aufwendig zu bearbeiten und somit teuer.
Aktuelle Bearbeitungsmethoden (Drehen, Fräsen, Schleifen etc.) lassen insbesondere bei medienführenden Bauteilen keine optimale Gestaltung zu, insbesondere bei Kanälen, Röhren, Ventilen, Düsen etc., insbesondere wenn auch Hinterschneidungen notwendig sind oder besondere Radien / Geometrien zur strömungsoptimierten Bauweise. Auch ist die Realisation funktionaler Oberflächen schwierig, hier bedarf es häufig aufwändiger Beschichtungs- und Veredelungsbearbeitungsschritte. Letzteres bedingt im Lebensmittelverarbeitenden bzw. Getränkeabfüllbereich unter anderem hohe Anforderungen an die Beschichtungen hinsichtlich Abriebfestigkeit und/oder Haltbarkeit gegenüber zum Teil aggressiven Reinigungsmedien und an die Lebensmittelechtheit.
Die Verwendung von aufbauenden Rapid Prototyping Verfahren zur Fertigung von Bauteilen findet zwar immer mehr Verbreitung, wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt (siehe WO2010/056705A2 ) und auch auf dem Gebiet der Verpackungsindustrie (z.B. DE 10 2006 050 396 A1 , die eine Lebensmittelbearbeitungs- und/oder Verpackungsmaschine mit Rapid-Prototyping-Bauteilen beschreibt), aber auf dem Gebiet von Behältnisherstellungs- und Behältnisbehandlungsanlagen, insbesondere bei Streckblasmaschinen ist die Verwendung solcher Verfahren nicht bekannt.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zum Einen die Herstellung von Bauteilen zu verbessern, hinsichtlich schnellerer und günstigerer Produktion, Verbesserung der Wartbarkeit/ schnellerer Bauteilverfügbarkeit und -austauschbarkeit, sowie verbesserten und/oder neuartigen Funktions- und Materialeigenschaften, und zum Anderen die Produktion der von solch einer verbesserten Streckblasmaschine erzeugten Behältnisse hinsichtlich Effizienz bzw. Optimierung bestehender Form-/Funktions- und Materialeigenschaften, zu verbessern.
Lösung
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Maschine nach Anspruch 14, sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 27, und ein Blasformmodulbauteil nach Anspruch 40 erreicht.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Bauteilen eines Blasformmoduls einer Streckblasmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass für das Blasformmodul einer Streckblasmaschine welches beispielsweise eine Blasdüse, ein Blasventil, bzw. mehrere Ventile geeint in einem Ventilblock, eine Reckstange, einen Formträger, eine Formschale und ein/mehrere ein-oder mehrteiliges Forminlay(s) mit Behältniskontur aufweisen kann, dass das / die Blasformmodulbauteil(e) vollständig oder teilweise mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens, wie beispielsweise durch 3D-Druck oder Lasersintern, aus Metall und/oder Kunststoffmaterialien, oder aus einer Kombination von Metall und/oder Kunststoffmaterialien und /oder Keramischen Werkstoffen hergestellt wird/werden.
Dabei können die Kunststoffmaterialien sowohl Elastomere als auch Thermoplaste oder Kombinationen davon umfassen.
Vorteilhafterweise können auf diese Weise bisher montierte, gefügte oder geschraubte Einzelbauteile als ein Bauteil gedruckt werden und eine optimale Verbindung/ Festigkeit der zwei oder mehreren Materialien erzielt werden. Das Bauteil kann dabei ohne Einzelteile, die z.B. durch Klebstoffe, Montagemittel (Schrauben etc.) oder (Quetsch-) Passungen miteinander verbunden werden müssen, hergestellt werden. Insbesondere entfallen so Hinterschneidungen, Spalten und zusätzliche Bauteile wie Schrauben, Ringe, Muttern etc., die sich unter anderem auf die Dauerfestigkeit und Dauerdichtigkeit, und auf die Möglichkeiten zur Reinigung, sowie auf die Resistenz gegenüber aggressiven Reinigungsmedien, negativ auswirken können. Jedoch kann das Bauteil auch aus mehreren Einzelteilen bestehen, wenn z.B. bei einem Ventil ein innenliegender Ventilstößel beweglich ausgeführt wird.
Darüber hinaus können Bauteile/Module ad-hoc hergestellt werden, d.h. direkt aus dem Computer Aided Design (CAD)-Zeichensatz. Entsprechend schnell kann die Herstellung der Bauteile erfolgen, ohne Lieferfristen oder Rüstzeiten. Insbesondere bei Bauteilen, die nach aktuellem Stand der Technik aus Guss hergestellt werden, können Bauteile ohne aufwendigen Bauteilformenbau hergestellt werden.
Weiterhin müssen Bauteile vorteilhafterweise nicht standardisiert werden und z.B. in Form von hohen Losgrößen bzw. unter Einhaltung langer Serienstände produziert werden, sondern können kontinuierlich verbessert werden und jeweils zum aktuellen Stand der (optimierten) Konstruktion produziert werden. Für eine etwaige Nachbestellung muss nur der gespeicherte aktuelle Daten- und Zeichensatz aufgerufen werden und an die beispielsweise mobile Produktionseinheit transferiert werden. Entsprechend ist keine Lagerhaltung der fertigen Bauteile erforderlich. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Bauteilen, die eine hohe Änderungshäufigkeit haben und oder in einer Vielzahl von Varianten vorgehalten werden.
Es ist auch möglich, dass das mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens teilweise oder vollständig hergestellte Bauteil mit kontinuierlichen Materialübergängen und/oder mit kontinuierlichen Übergängen in den Materialeigenschaften erzeugt werden kann.
So können beispielsweise auch Bauteile in einem Stück, also als ein einzelnes Bauteil, hergestellt werden, die nach bisherigem Stand der Technik nur als Kombination von Bauteilen hergestellt werden. So z.B. bei herkömmlichen Bauteilen, die aus mindestens zwei Bauteilen und einem Dichtungselement bestehen.
Als Beispiel für solch eine herkömmliche Bauteilkombination sei insbesondere ein erstes Bauteil beschrieben, welches ein zweites Bauteil aufnimmt, welches sich zu diesem relativ bewegen kann, z.B. in einem gefrästen Kanal, wobei das sich bewegende zweite Bauteil z.B. durch einen umlaufenden O-Ring montiert ist, sodass durch die Hubbewegung des beweglichen Bauteils ein beweglicher abgedichteter Raum gebildet wird der z.B. zur Druckbeaufschlagung dienen kann.
Erfindungsgemäß kann mittels aRPV solch eine Bauteilkombination durch ein einzelnes Bauteil realisiert werden, in dem z.B. ein montierter O-Ring ersetzt werden kann durch einen biegeelastischen Werkstoff zwischen den beiden Bauteilen, mit einen kontinuierlichen Materialübergang von dem ersten Bauteil zu dem beweglichen zweiten Bauteil.
So kann also mittels aRPV beispielsweise ein, z.B. durch Druckluft oder mechanisch, bewegliches Druckkissen in einen Formträger integriert werden.
Weiterhin kann ein Bauteil optimiert werden hinsichtlich der Anwendung/ der Funktion des Bauteils. So können Kanäle für Medien direkt mit aRPV eingearbeitet werden. Aufwändige Bearbeitungsschritte für Bohrungen, Kanäle etc. entfallen. Auch können Kanäle mit aRPV hergestellt werden, die sonst nicht herstellbar sind, z.B. mit Windungen, strömungsoptimierte Kanalformen, Kanäle in Hinterschneidungen. Ebenso können Bauteilbeschichtungen zur Erfüllung funktionaler Anforderungen, z.B. aseptische Beschichtungen, produziert werden. ohne auf herkömmliche Herstellungs-/Beschichtungsverfahren zurückgreifen zu müssen.
Zudem können die Bauteile, z.B. Kanäle, zwecks besserer Oberflächengüte, Haltbarkeit oder Funktionalität mit einem anderen Material gedruckt werden, welches z.B. fließend/kontinuierlich aus dem Hauptmaterial des mit Kanälen zu versehenden Bauteils hervorgehen kann.
Allgemein kann z.B. der Kern, bzw. das Haupt-/Basismaterial, eines herzustellenden Bauteils beispielsweise aus kostengünstigen Werkstoffen gedruckt werden, wohingegen Teile wie Kühlkanäle oder hochfeste Bauteiloberflächen aus einem anderen Material gedruckt werden können, das fließend aus dem z.B. billigeren oder von den Werkstoffeigenschaften her geeigneterem Material hervorgeht.
Insbesondere können mittels aufbauender Rapid Prototyping Verfahren Bauteile mit integrierten Temperierungskanälen zur Kühlung oder Heizung hergestellt werden
Beim Herstellen eines ein- oder mehrteiligen Forminlays im aufbauenden Rapid Prototyping Verfahren können z.B. ins Forminlay oder in den Ventilblock integrierte Temperierungskanäle zur Kühlung oder Heizung hergestellt werden, wobei die Lage der Temperierungskanäle optimiert werden kann, hinsichtlich minimaler Wärmeausdehnung. Beispielsweise können Dank in den durch aufbauendes Rapid Prototyping in den Ventilblock integrierte Temperierungskanäle, der Ventilblock so konstruiert werden, dass die Neckkühlung entfallen kann, oder kleiner/ weniger stark als im Stand der Technik ausgeführt sein kann.
Die ins Forminlay integrierbaren Temperierungskanäle können der Behältniskonturform folgen und sehr nahe, d.h. nicht mehr als 1 oder 2 mm beabstandet von der Oberfläche des Forminlay liegen.
Bisher mussten bei diversen Abfüllverfahren (Hotfill) auch die Formträger temperiert werden, damit wegen unterschiedlicher Wäremeausdehnungskoeffizienten es zu keinen Materialverspannungen kommt. Durch die Vielzahl der Temperierungskanäle, die in das Forminlay per aufbauendem Rapid Prototyping eingearbeitet werden können, kann gezielt an der Forminlayinnenseite, die mit dem Behältnismaterial (z.B. Polyethylenterephthalat / PET) in Berührung kommt, temperiert werden (z.B. Erwärmung der Forminlayinnenseite) wie es für den Herstellungsprozess des Behälters notwendig ist, wohingegen durch eine zweites Kanalsystem im gleichen Forminlay eine optimale Temperierung hinsichtlich der Temperatur für die Außenseite zur Formschale, bzw. Formträger eingestellt werden kann, wodurch Temperaturdifferenzen, die zu starken Materialausdehnungen und somit zum Bruch/ Riss der Behältnisse und/oder Teilen des Blasformmoduls oder der Streckblasmaschine führen können, vermieden werden können. Eine zusätzliche getrennte Temperierung des Formträgers kann dadurch unter Umständen sogar ganz entfallen.
Eine effektivere Kühlung der Behältnisse, beispielsweise durch die mit aufbauendem Rapid Prototyping hergestellten Temperierungskanäle hat unter anderem auch den Vorteil, dass die Behältnisse nach dem Blasen schneller aushärten und schneller entnommen werden können, also die Behältnisproduktion beschleunigt wird, und z.B. Produktionszykluszeiten kürzer als 10 s erreicht werden können.
Vorzugsweise können Formschalen/Formträgeroberseite ringförmige Kanäle aufweisen zur Versorgung der Temperierungskanäle mit Kühlflüssigkeit. Vorzugsweise kann ein Ringkanal 9a einen tangentialen Einlauf aufweisen, um die Kühlflüssigkeit zur Rotation zu zwingen und eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmediums zu gewährleisten. Ein möglicher zweiter ringförmiger Kanal 9b an der Formschalen/Formträgeroberseite kann die erwärmte Kühlflüssigkeit abtransportieren.
Ebenso können Forminlays und/oder Ventilblocks mit zusätzlichen Kanälen hergestellt bzw. gedruckt werden, welche durchlässig für Medien sind, bzw. Mediendurchfluss durch das Bauteil ermöglichen, wie z.B. Kanäle durchlässig für Farbe, Luft, H₂O₂, etc. Mit Hilfe solcher mediendurchlässigen Kanäle können Forminlays nach einem Formenwechsel oder auch während der Produktion/im Betrieb erneut bzw. kontinuierlich sterilisiert werden. Wie die Temperierungskanäle, können auch diese zusätzlichen Kanäle nahe, z.B. mit 1–2 mm Abstand von der Oberfläche der Bauteile eingedruckt/integriert werden.
Des Weiteren können, mittels aufbauender Rapid Prototyping Verfahren, Kanäle in Bauteile wie Forminlays, Ventilblöcken, Blasdüsen, Reckstangen, Blasformen, Formträgern und/ oder Formträgerschalen so hergestellt werden, dass die Innenwandungen der Kanäle aus einem Material bestehen, welches resistent gegenüber aggressiven Medien ist. Diese aggressiven Medien können z.B. insbesondere wässrige oder gasförmige Reinigungsmedien wie z.B. Reinigungsschaum, bzw. Sterilisationsmedien wie z.B. H₂O₂ sein. Auch kann das Material der Innenwandungen der Kanäle eine Funktion übernehmen, und z.B. eine Anti-Haftbeschichtung oder eine Abperlfunktion aufweisen, z.B. eine Abperlfunktion gegenüber flüssigen Medien, ähnlich wie beim sogenannten Lotuseffekt.
Das Innenwandmaterial der Kanäle kann sich dabei vom Haupt-/Basismaterial, bzw. dem Füll- oder Stabilitätsmaterial des eigentlichen Bauteils unterscheiden, bzw. kontinuierlich daraus hervorgehen.
Des Weiteren können Hinterschneidungen, wie z.B. Halterungen und Haken 10a, 10b, 10c, 10d und/oder formschlüssige Verbindungen, wie beispielsweise Schwalbenschwanz oder Schnappverbindung in Forminlays oder anderen Bauteilen in die Bauteile integriert/mitgedruckt werden, die z.B. zur Befestigung des Forminlays innerhalb der Formschale bzw. des Formträgers dienen und ein leichtes und/oder ggfs. werkzeugloses Wechseln des Bauteils ermöglichen.
Im Allgemeinen verfügt ein Blasformmodul über mindestens zwei, meistens jedoch drei Forminlays, nämlich mindestens zwei Forminslays welche die Seiten des herzustellenden Behältnisses formen, sowie zusätzlich mindestens ein Forminlay für die Formung des Behältnisbodens.
Wie bereits erwähnt kann aber auch das im aufbauenden Rapid Prototyping Verfahren hergestellte Forminlay selbst ein- oder mehrteilig sein. Insbesondere kann das Forminlay selbst zweigeteilt sein, wobei ein Teil die eigentliche funktionale Inlayform aufweist und das andere Teil zur Stabilisierung und/oder Fixierung der funktionalen Inlayform dient.
Weiterhin sind in Bauteilen wie Forminlays, Blasventilen, Blasdüsen, Reckstangen oder Ventilblöcken kontinuierliche Materialübergänge mit entsprechenden kontinuierlichen Übergängen von Materialeigenschaften möglich. So können auch z.B. Gleitbuchsen oder Ventilanschläge mittels aRPV direkt in das Bauteil integriert werden, ohne ein zusätzliches Bauteil einzubauen. Dies kann insbesondere z.B. für das Gleitlager bzw. die Führung der Reckstange erfolgen. Es können so vorteilhafterweise Montagemittel (Schrauben etc.) sowie Aussparungen, Kanten, Abdeckungen etc., sowie der Aufwand der Herstellung mehrerer Bauteile mit entsprechenden Varianten, entfallen.
Durch z.B. eine formschlüssige Realisierung können auch Fügeebenen, die verschmutzen könnten, vorteilhaft z.B. für aseptisch ausgeführte Bauteile sowie Verminderung von Abnutzungen durch Materialermüdung/ -abtrag bei Relativbewegungen/ Verwindungen, entfallen. Insbesondere kann der Materialübergang fließend sein, d.h. Materialmischungen gewährleisten einen fließenden Übergang der Materialien und ermöglichen eine Optimierung der Funktion der jeweilig benötigten Materialspezifikationen.
Eine weitere Ausprägung einer Anwendung fließender Materialübergänge ist z.B. wie bereits kurz erwähnt, die Realisation eines Druckkissens durch aRPV welches in den Formträger integriert sein kann. Bisherige Ausführungen gemäß dem Stand der Technik bestehen aus einem Formträger bzw. einer Formträgerschale, bei der ein Bereich ausgespart wird (z.B. durch ausfräsen), der ein zweites Bauteil aufnehmen kann, welches Formschlüssig die Oberfläche des Formträger nachzeichnen kann. Das zweite Bauteil ist mit dem Formträger z.B. durch einen umlaufenden Dichtungsring verbunden und dichtet so einen Hohlraum im Formträger ab. Dieser Hohlraum kann mittels eines Kanals mit Druckluft beaufschlagt werden, wodurch sich das zweite Bauteil nach außen, d.h. z.B. in Richtung der Außenoberfläche eines herzustellenden Behälters, drückt und so ein Forminlay bzw. die Formenschale zusätzlich mit einem Druck von bis zu 40 Bar oder größer abstützt im Sinne einer Gegenkraft zum Blasdruck im Inneren des Behälters.
Bei einer Realisierung eines mittels aRPV in den Formträger / die Formschale integrierten Druckkissens, kann die Verbindung zwischen Formträger/ Formschale und dem zweiten Bauteil / dem Druckkissen durch einen Bereich mit elastomerer Ausprägung realisiert werden, wobei der Werkstoff des Formträgers / der Formschale (z.B. Aluminium) zunächst kontinuierlich in ein dauerfesten Elastomer übergehen kann und anschließend kontinuierlich hin zu dem Werkstoff des zweiten Bauteils (z.B. Aluminium) übergehen kann und besagter elastomerer Verbindungs- bzw. Übergangsbereich zwischen erstem Bauteil (z.B. Formträger oder Formschale) und zweitem Bauteil (z.B. Druckkissen) einen Hohlraum zwischen den beiden Bauteilen abdichten kann.
Dieser Hohlraum kann über einen ebenfalls mittels aRPV in den Formträger/die Formschale integrierten Kanal mit Druckluft beaufschlagt werden, wodurch sich das zweite Bauteil, also in diesem Fall das Druckkissen, nach außen, d.h. z.B. in Richtung der Außenoberfläche eines herzustellenden Behälters, gedrückt werden kann, und so ein Forminlay bzw. die Formenschale zusätzlich mit einem Druck von bis zu 40 Bar oder größer abgestützt werden kann, im Sinne einer Gegenkraft zu einem z.B. etwaig vorhandenen Blasdruck im Inneren des Behälters.
Darüber hinaus kann/ können z.B. die Seite/Seiten des Forminlays, welche zur Behältnisaußenseite gerichtet ist/sind, und/ oder Innenwände von etwaig vorhandenen in das/die Forminlay(s) integrierten Kanälen, vollständig oder teilweise mit einer funktionalen Beschichtung, wie einer aseptischen Beschichtung (z.B. Schicht mit Silberionen-Zusatz), und/oder einer Anti-Haft-Schicht (z.B. Polytetrafluorethylen /“Teflon“), und/oder einer Riffelschicht oder anderen gewünschten Oberflächenstrukturen versehen wird/werden.
Die Seite/Seiten des/der Forminlays, welche zur Behältnisaußenseite gerichtet ist/sind, und/ oder Innenwände von etwaig vorhandenen in das/die Forminlay(s) integrierten Kanälen, könne auch teilweise oder vollständig mit einer Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, versehen werden.
So können z.B. gezielt die Oberflächengeometrie und Oberflächeneigenschaften des mit solch einem Forminlay hergestellten Behälters beeinflusst werden. Dabei kann z.B. die Oberfläche des herzustellenden Behälters mit einer Textur versehen werden durch mittels aRPV hergestellter Forminlays, welche die gewünschte Textur als Negativ enthalten können.
Im Allgemeinen kann die Oberfläche jedes mit aRPV hergestellten Bauteils und/oder die Innenwandungen etwaiger vorhandener in das Bauteil integrierter Kanäle teilweise oder vollständig mit einer funktionalen Beschichtung, z.B. einer aseptischen Beschichtung und/oder einer Anti-Haft-Schicht und/oder einer Riffelschicht oder anderen Oberflächenstrukturen und/oder einer Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, versehen wird/werden.
Insbesondere können durch aufbauenden Rapid Prototyping Verfahren hergestellte Bauteile wie Blasdüsen, Reckstange, Blasventile und/oder der Ventilblock/Ventilblöcke teilweise oder vollständig mit einer aseptischen Schicht überzogen werden
Bei der Herstellung eines Blasventils und/oder Ventilblocks durch aufbauendes Rapid Prototyping aus Metall und/oder Kunststoffmaterialien, beispielsweise aus Aluminium, können beispielsweise nach Strömungsverhalten optimierte Luftkanäle hergestellt werden, indem nicht kreisrunde Querschnitte realisiert werden und/oder dort beispielsweise kein Material verdruckt wird, sondern z.B. asymmetrische bzw. unregelmäßig geformte Querschnitte erzeugt werden.
Reckstangen können mittels aRPV so hergestellt werden, dass diese Mediendurchlässige Kanäle, wie z.B. Luftkanäle, enthalten, die zusätzliche Funktionen erfüllen können, wie z.B. eine Temperierung des Behälterinnenraums durch Luftzufuhr ermöglichen zu können.
Weiterhin kann eine durch aRPV hergestellte Reckstange als hohle Reckstange ausgeführt sein und so z.B. als Fülllanze zur Befüllung des Behälters, z.B. mit einem Produkt oder einem Sterilisationsmedium, dienen.
Insbesondere kann das durch aRPV hergestellte Bauteil, wie z.B. ein Ventilblock an sich z.B. aus Kunststoff oder Aluminium für die formgebende Struktur hergestellt sein und etwaige Mediendurchlässige Kanäle, wie z.B. Luftkanäle, aus anderen speziellen Materialien, wie Keramik-Werkstoffe oder Edelstahllegierungen, um z.B. eine Resistenz der Mediendurchlässigen Kanäle gegen H₂O₂ erreichen zu können, bestehen.
Im Allgemeinen können sich also die Werkstoffeigenschaften einer funktionalen Schicht des mit aRPV hergestellten Bauteils von den Werkstoffeigenschaften des Basis- bzw. Strukturmaterials des Bauteils unterscheiden, z.B. hinsichtlich Dichte, Festigkeit, Härte, Oberflächenrauhigkeit, Abriebfestigkeit, etc.
Vor allem eine Optimierung der Oberflächengüte von Bauteilen ist z.B. vorteilhaft für aseptische Ausführungen, da unerwünschte Ablagerungen auf Oberflächen minimiert werden können.
Ebenso lassen sich Luftkanäle realisieren, die mit bisherigen Fertigungsmethoden nur sehr schwierig realisierbar wären, z.B. Verringerungen von Querschnitten im Bauteil und z.B. Vermeidung von Düsen/ Ventilen, die sonst eingesetzt/ befestigt werden müssen.
Darüber hinaus kann die Lagerung des Blasventils, von Gleitbuchsen etc. im Ventilblock und/ oder der Blasdüse ohne Spiel per aufbauendem Rapid Prototyping hergestellt werden. Das Blasventil kann direkt in den Ventilblock integriert eingedruckt werden. Ebenso können bewegliche Bauteile in Bauteile eingedruckt werden, beispielsweise ein bewegliches Blasventil, bzw. Ventilkolben/Ventilstößel in einem Ventilblock. Dies hat den Vorteil wesentlich weniger Verschraubungen, da keine Ventilkolben eingesetzt werden müssen sowie wenig Montage- und Einstellaufwand.
Weiterhin ist eine Gewichtsersparnis, z.B. mit Hilfe von durch Simulation optimierter Bauteile und sich daraus eventuell ergebendem Entfall überschüssigen Materialeinsatzes, möglich.
Als Materialien zur Herstellung von Bauteilen mittels aRPV kommen unter anderem in Frage: thermoplastischer Kunststoff, Polyetherketon PEEK und dessen Derivate (PEEEK, PEK etc.), Polyamid, etc., sowie metallische druckfähige Materialien, wie beispielsweise ALUMIDE (PA12 + Aluminium), oder keramische Materialien wie Siliciumcarbid.
Weitere Vorteile und ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus folgenden beigefügten beispielhaften Zeichnungen.
1: Perspektivischer Querschnitt durch das Blasformmodul BFM1 einer Streckblasmaschine.
2: Perspektivischer Querschnitt durch ein alternatives Blasformmodul BFM2 einer Streckblasmaschine.
3: Perspektivischer Querschnitt durch ein alternatives Blasformmodul BFM3 einer Streckblasmaschine.
4: Transparente räumliche Ansicht eines Forminlays.
5: Bauteil.
6: Bauteil.
7: Einheit für aufbauendes Rapid Prototyping.
8: Bauteil.
In 1 sind beispielhaft Teile des Blasformmoduls BFM1 einer Streckblasmaschine zu sehen, bei der vorteilhafterweise das Forminlay mit Behältniskontur 1a und/oder der Ventilblock 3 und/oder das Blasventil 2 mittels eines aufbauendes Rapid Prototyping Verfahren hergestellt sind. Vorteilhafterweise ist das Blasformmodul zweigeteilt, damit das Behältnis nach dem Blasen entnommen werden kann, d.h. Formträger und Formschale sind in zwei Hälften geteilt, wobei die Formschalenhälften jeweils ein ein- oder mehrteiliges Forminlay aufnehmen können. Ebenso ist aber auch möglich, dass das Blasformmodul, bzw. Formträger und Formschale in mehr als zwei Teile geteilt sein können.
Nach dem Blasen des Behälters in einem Blasformmodul BFM2, wie in 2 dargestellt, kann man sich den physikalischen Effekt, dass sich Druckluft abkühlt, wenn sie entspannt wird, wie folgt zu Nutze machen.
Man kann einen Teil der Blasluft nach dem Fertigblasen über das Blasventil und/oder andere zusätzliche Ventile in einen Hohlraum 7 (unter Umgebungsdruck) im Formträger und/oder in der Formschale, von z.B. von einem Druck von bis zu 40 bar oder größer auf einen Druck von nahe oder gleich 0 bar, entspannen. Die beim Entspannen der Blasluft entstehende Kälte kann dann beispielsweise in Richtung Behältnis bzw. Forminlay mittels Aluminiumkühlrippen an Formschale und/oder Formträger, gelenkt werden. Alternativ kann auch über einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf (oder mehrere) mittels Schwerkraftzirkulation oder einfach über die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs (Aluminium, Alumid, Kunststoff, etc.), das Behältnis bzw. Forminlay gekühlt kühlen werden. Die Temperatursteuerung kann dabei unter anderem über zusätzliche Ventile und Temperatursensoren (T1, T2, T3) in Formträger und/oder Formschale erfolgen, um je nach Bedarf den Blasluftstrom in den Hohlraum lenken zu können.
Ebenso können, wie in 3 beispielhaft gezeigt, durch ein aufbauendes Rapid Prototyping Verfahren Temperierungskanäle 8 in das Forminlay 1b integriert werden, die der Kontur des Behältnisses folgen und sich nahe (1–2 mm) der Forminlayoberfläche befinden, um so eine Kühlung oder Heizung des Behältnisses und des Forminlay erreichen zu können. Durch die Temperierungskanäle 8 kann ein homogenes Temperaturprofil erzeugt werden, was insbesondere bei der Verwendung von Forminlaymaterialen mit geringer Wärmeleitung, z.B. mit Wärmeleitfähigkeiten λ < 10, von Vorteil sein kann.
Ein durch aufbauendes Rapid Prototyping hergestelltes Forminlay 1c mit Behältniskontur und Temperierungskanälen, wie beispielhaft dargestellt in 4, kann zusätzlich gedruckte Hinterschneidungen, wie beispielsweise Haken 10a, 10b, 10c, 10d, und/oder formschlüssigen Verbindungen, wie beispielsweise Schwalbenschwanz oder Schnappverbindung, aufweisen, um das Forminlay in der Formschale befestigen zu können.
In 5 ist beispielhaft ein durch aRPV hergestelltes Bauteil 504, das z.B. in einer Streckblasmaschine verwendet werden kann, dargestellt in dem fließend/kontinuierlich 505 zwei verschiedene Werkstoffmaterialen bzw. Werkstoffeigenschaften 501a, 502a ineinander übergehen. Beispielsweise kann der Bereich 501b des Bauteils 504 zu 100% aus Werkstoffmaterial / Werkstoffeigenschaft 501a bestehen und der Bauteilbereich 502b zu 100% aus Werkstoffmaterial / Werkstoffeigenschaft 502a. Im Bauteilbereich 503b kann ein Verhältnis von 50:50 % zwischen Werkstoffmaterialien /Werkstoffeigenschaften 501a und 502a bestehen.
Eine Anwendung fließender Materialübergange kann insbesondere vorteilhaft an den Außenrandbereichen von Bauteilen oder in den Innenwänden von Kanälen innerhalb von Bauteilen sein. Dadurch kann z.B. ein Bauteil aus einem stabilitätsgebenden und/ oder formgebenden Kern bzw. einer stabilitätsgebenden und oder formgebenden Hohlkörperstruktur mit Verzweigungen, z.B. bionischer Art, bestehen, um z.B. Gewichtsmasse zu sparen bei gleichzeitiger hoher Festigkeit in Bereichen wo Leichtbau vorteilhaft ist.
Zudem kann im Rahmen von aRPV die Bauteiloberfläche, bzw. z.B. die Kanalinnenseiten, mit einer funktionale Schicht versehen werden, um Schutz vor Abrieb, leichtere Reinigbarkeit, Beständigkeit gegen aggressiven Umgebungsmedien wie z.B. Reinigungslaugen, H₂O₂ (insb. wenn ein stabilitätsgebender Werkstoff z.B. aus Aluminium besteht) zu ermöglichen. Als Beispiel für verschiedene Werkstoffeigenschaften sei hier insbesondere Shorehärte, Biege- und Zugfestigkeit und Dichte genannt. So ist z.B. denkbar den Kern eines Ventilkolbens / Ventilstößels eines Ventilblocks mit geringerer Shorehärte und/oder geringere Dichte als die funktionale Oberfläche des Ventilkolbens / Ventilstößels herzustellen. Dies kann vorteilhafterweise zu Ersparungen in Gewicht und/oder Materialkosten führen.
In einem Ventilblock können z.B. insbesondere an besonders beanspruchten Stellen geeignete Werkstoffe verdruckt werden, die fließend ineinander übergehen und keine Fügeflächen oder Spalte aufweisen. Durch die fließenden Materialübergänge kann eine optimale Verbindung verschiedener Materialen / Werkstoffeigenschaften gewährleistet werden.
Als weiteres Beispiel sei das Drucken / bzw. die Herstellung mittels aRPV von weicheren Dichtungsmaterialien auf ein härteres Material genannt. Statt z.B. O-Ringe zur Abdichtung zwischen zwei Bauelementen wie z.B. zwei Rohren zu verwenden, kann das Dichtungsmaterial an der funktional gewünschten Stelle in einem fließenden Übergang zwischen die Bauelemente aus härterem Material aufgedruckt werden. Es entfallen so vorteilhafterweise jegliche Spalten, die eine aseptische Reinigung erschweren, ohne die Abdichtungsverbindung in einer ständigen Anwendung zu schädigen, z.B. aufgrund mechanischer Ausdehnung bei Temperatureinwirkung.
Es ist auch möglich mehr als zwei Werkstoffmaterialien /Werkstoffeigenschaften in einem Bauteil zu kombinieren und kontinuierlich ineinander übergehen zu lassen.
In 6 ist beispielhaft ein durch aRPV hergestelltes Bauteil 60, das z.B. in einer Streckblasmaschine verwendet werden kann, dargestellt, in dem in Bauteilelement 602 hinein ein bewegliches Bauteil 601, z.B. ein Ventilkolben / Ventilstößel, mit aRPV integriert, bzw. mit eingedruckt werden kann.
Die 7 stellt beispielhaft eine Einheit 70 für aRPV dar, in der verschiedene und nahezu beliebig viele Materialen 701, 702, ..., n einer Mischeinheit 71 zugeführt 74 werden können, dort gemischt werden können, und z.B. über einen Druckkopf 72 verdruckt 73 werden können in einer beliebigen Kombination der Ausgangsmaterialien 701, 702, ..., n.
Die 8 stellt beispielhaft einen Querschnittausschnitt eines mittels aRPV hergestellten Bauteils 801 dar, z.B. einen Ausschnitt eines Formträgers oder einer Formschale, in den ein Druckkissen 806 mittels aRPV integriert sein kann. Der Übergangsbereich bzw. Verbindungsbereich 804 zwischen Bauteil 801 und Druckkissen 806 kann dabei elastomere Werkstoffeigenschaften aufweisen, wobei die Werkstoffeigenschaften / die Werkstoffe des Bauteils 801 und des Druckkissens 806 kontinuierlich ineinander übergehen können. Über einen Kanal 802, der ebenfalls mittels aRPV hergestellt werden kann, kann Druckluft 807 in den Hohlraum 803 zwischen Bauteil 801 und Druckkissen 806 zugeführt werden und so das Druckkissen 806 zu einer Relativbewegung 805 in Bezug auf Bauteil 801 veranlasst werden, und so z.B. in Richtung der Außenoberfläche eines herzustellenden Behälters ein Druck beaufschlagt werden kann, z.B. im Sinne einer Gegenkraft zum Blasdruck im Inneren des herzustellenden Behälters.
Es folgen 6 Blatt mit 8 beispielhaften Abbildungen, in denen folgende Bezugszeichen verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1a: Forminlay mit Behältniskontur, hergestellt durch ein aufbauendes Rapid Prototyping Verfahren.
1b: Forminlay mit Behältniskontur und Temperierungskanälen, hergestellt durch aRPV
1c: Forminlay mit Behältniskontur und Temperierungskanälen und Haken zur Befestigung, hergestellt durch aRPV
2: Blasventil, hergestellt durch aRPV
3: Ventilblock, hergestellt durch aRPV
4: Abdeckplatte
5: Hohlraum / Kanäle zum Entspannen von einem Teil der Blasluft
6: Formschale
7: Formträger
8: Temperierungskanäle, hergestellt durch aRPV
9a, 9b: Ringkanal zur Versorgung der Termperierungskanäle mit Kühlflüssigkeit
10a, 10b, 10c, 10d: Haken und/oder formschlüssigen Verbindungen, wie beispielsweise Schwalbenschwanz oder Schnappverbindung integriert in Forminlay via aRPV zur Befestigung des Forminlays in der Formschale.
BFM1, BFM2, BFM3: Blasformmodul 1, Blasformmodul 2, Blasformmodul 3,
T1, T2, T3: Temperatursensoren
504: Bauteil hergestellt durch aRPV in dem zwei Werkstoffmaterialen/Werkstoffeigenschaften 501a, 502a fließend/kontinuierlich ineinander übergehen
501a: Werkstoffmaterial, Werkstoffeigenschaft
502a: von 501a verschiedenes Werkstoffmaterial / verschiedene Werkstoffeigenschaft
503a: Mischung, z.B. 50:50 %, der Werkstoffmaterialien 501a und 502a
501b: Bereich von Bauteil 504, der zu 100% aus Werkstoffmaterial / Werkstoffeigenschaft
501a: besteht
502b: Bereich von Bauteil 504, der zu 100% aus Werkstoffmaterial / Werkstoffeigenschaft
502a: besteht
503b: Bereich von Bauteil 504, der zu 50 % aus Werkstoffmaterial /Werkstoffeigenschaft
501a: und zu 50 % aus Werkstoffmaterial /Werkstoffeigenschaft 502a besteht
505: Kontinuierlicher Übergang von Werkstoff 501a in Werkstoff 502a
60: Bauteil hergestellt durch aRPV
602: Bauteilelement von Bauteil 60
601: In Bauteil 601 mittels aRPV integriertes bewegliches Bauteil, z.B. ein beweglicher Ventilkolben / Ventilstößel
70: Einheit für aRPV
701, 702, ... n: N verschiedene Werkstoffmaterialien, bzw. Werkstoffe mit verschiedenen Werkstoffeigenschaften wobei N ganzzahlig und nahezu beliebig groß sein kann.
71: Mischeinheit für Ausgangs-/Druckmaterialen 701, 702, ..., n
74: Zufuhr von Werkstoffmaterial zu Mischbehälter
72: Druckkopf der Einheit 70 für aRPV
73: Druckmaterial
801: Bauteil hergestellt durch aRPV, z.B. Formträger oder Formschale
802: Kanal hergestellt durch aRPV, zur Zufuhr von Druckluft
803: Hohlraum
804: Verbindungs- und Übergangsbereich aus elastomeren Werkstoffen zwischen Bauteil
801: und Druckkissen 806
806: Druckkissen
805: Relativbewegung des Druckkissens bezüglich des Bauteils 801

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/056705 A2 [0005]
DE 102006050396 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine, welches als herzustellendes Bauteil wenigstens ein Blasventil, und/oder eine Blasdüse, und/oder einen Ventilblock, und/oder eine Reckstange, und/oder einen Formträger, und/oder eine Formschale und/oder ein/mehrere ein- oder mehrteiliges Forminlay(s) mit Behältniskontur aufweist, und welches beinhaltet, dass das herzustellende Bauteil vollständig oder teilweise mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens, beispielsweise durch 3D-Druck oder Lasersintern, aus Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien, oder aus einer Kombination von Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien hergestellt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e) mit integrierten Temperierungskanälen zur Kühlung oder Heizung hergestellt wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Forminlay(s) integrierten Temperierungskanäle hergestellt wird/werden, welche der Behältniskonturform folgen und sehr nahe, z.B. nicht mehr als 1 oder 2 mm beabstandet von der Oberfläche des/der Forminlays liegen.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e) mit zusätzlichen Kanälen hergestellt wird/werden, die durchlässig für Medien sind.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e) mit Luftkanälen und/oder zusätzlichen mediendurchlässigen Kanälen und/oder Temperierungskanälen, die ein optimiertes Strömungsverhalten aufgrund nichtkreisrunder und/oder asymmetrischer Querschnitte aufweisen, hergestellt wird/werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Reckstange als hohle Reckstange hergestellt wird, durch die gasförmige oder flüssige Medien dem Behälterinneren zugeführt werden können.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e) mit Hinterschneidungen wie beispielsweise Haken und/oder formschlüssigen Verbindungen, wie beispielsweise Schwalbenschwanz oder Schnappverbindung, hergestellt wird/werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Forminlay(s) mit Hinterschneidungen wie beispielsweise Haken und/oder formschlüssigen Verbindungen, wie beispielsweise Schwalbenschwanz oder Schnappverbindung, die zur Befestigung des/der Forminlays innerhalb der Formschale bzw. des Formträgers dienen, hergestellt wird/werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das/die Bauteil(e), bewegliche Teile in der Herstellung mittels aufbauendem Rapid Prototyping Verfahrens integriert werden, z.B., ein beweglicher Ventilkolben/Ventilstößel in ein Blasventil, und/oder in eine Blasdüse, und/oder in einen Ventilblock.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des/der Bauteils(e) und/oder die Innenwandungen etwaiger vorhandener in das/die Bauteil(e) integrierter Kanäle teilweise oder vollständig mit einer funktionalen Beschichtung, z.B. einer aseptischen Beschichtung und/oder einer Anti-Haft-Schicht und/oder einer Riffelschicht oder anderen Oberflächenstrukturen und/oder einer Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, versehen wird/werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Seite/Seiten des/der Forminlays, welche zur Behältnisaußenseite gerichtet ist/sind, und/ oder Innenwände von etwaig vorhandenen in das/die Forminlay(s) integrierten Kanälen, teilweise oder vollständig mit einer funktionalen Beschichtung, z.B. einer aseptischen Beschichtung und/oder einer Anti-Haft-Schicht und/oder einer Riffelschicht oder anderen Oberflächenstrukturen und/oder einer Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, versehen wird/werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blasventil direkt per aufbauenden Rapid Prototyping Verfahren in den Ventilblock integriert wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens teilweise oder vollständig hergestellte Bauteil mit kontinuierlichen Materialübergängen und/oder mit kontinuierlichen Übergängen in den Materialeigenschaften erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Formträger oder in die Formschale ein Druckkissen mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens integriert wird, wobei der Verbindungsbereich zwischen Formträger und Druckkissen, oder zwischen Formschale und Druckkissen, aus einem elastomerem Material hergestellt wird und das elastomere Material des Übergangs- und Verbindungsbereiches kontinuierlich in das Material, z.B. Aluminium, des Formträgers oder der Formschale übergeht.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine, welches als Bauteil(e) wenigstens ein Blasventil, und/oder eine Blasdüse, und/oder einen Ventilblock, und/oder eine Reckstange, und/oder einen Formträger, und/oder eine Formschale und/oder ein/mehrere ein- oder mehrteiliges Forminlay(s) mit Behältniskontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein genanntes Bauteil vollständig oder teilweise mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens, wie beispielsweise durch 3D-Druck oder Lasersintern aus Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien, oder aus einer Kombination von Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien, hergestellt ist/sind.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens teilweise oder vollständig hergestellte Bauteil kontinuierlichen Materialübergängen und/oder kontinuierlichen Übergängen in den Materialeigenschaften aufweist.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e) integrierte Temperierungskanälen zur Kühlung oder Heizung aufweist/aufweisen.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Forminlay(s) und/oder der Ventilblock integrierte Temperierungskanälen zur Kühlung oder Heizung aufweist/aufweisen.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Forminlay(s) und/oder der Ventilblock, und/oder die Blasdüse und/oder die Reckstange zusätzliche Kanäle aufweist/aufweisen, die durchlässig für Medien sind.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, das/die Bauteil(e) Luftkanälen und/oder zusätzliche mediendurchlässigen Kanäle und/oder Temperierungskanälen aufweisen, die ein optimiertes Strömungsverhalten aufgrund nichtkreisrunder und/oder asymmetrischer Querschnitte aufweisen
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des/der Bauteils(e) und/oder die Innenwandungen etwaiger vorhandener in das/die Bauteil(e) integrierter Kanäle, teilweise oder vollständig eine funktionale Beschichtung, z.B. eine aseptische Beschichtung und/oder eine Anti-Haft-Schicht und/oder eine Riffelschicht oder andere Oberflächenstrukturen und/oder eine Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, aufweist/aufweisen.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite/Seiten des/der Forminlays, welche zur Behältnisaußenseite gerichtet ist/sind, und/ oder Innenwände von in das/die Forminlay(s) integrierten etwaig vorhandenen Kanälen, teilweise oder vollständig eine funktionale Beschichtung, z.B. eine aseptische Beschichtung und/oder eine Anti-Haft-Schicht und/oder eine Riffelschicht oder andere Oberflächenstrukturen und/oder eine Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, aufweist/aufweisen.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens hergestellten Blasventils und/oder Ventilblocks und/oder Blasdüse und/oder Reckstange, teilweise oder vollständig eine aseptische Beschichtung aufweist.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Formträger einen Druckkopf aufweist, und das/die Forminlay(s) eine Ausnehmung für den Druckkopf aufweist/aufweisen.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e), mittels aufbauender Rapid Prototyping Verfahren hergestellte integrierte bewegliche Teile aufweisen, z.B. einen beweglichen Ventilkolben/Ventilstößel in einem Blasventil und/oder in einer Blasdüse und/oder in einem Ventilblock.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das die Reckstange als hohle Reckstange ausgeführt ist.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mittels aufbauender Rapid Prototyping Verfahren hergestelltes Gleitlager zur Führung der Reckstange aufweist.
Ein Blasformmodul einer Streckblasmaschine nach einem der vorigen Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Formträger oder die Formschale ein mittels aufbauender Rapid Prototyping Verfahren hergestelltes integriertes Druckkissen aufweist, wobei der Verbindungsbereich zwischen Formträger und Druckkissen, oder zwischen Formschale und Druckkissen, aus einem elastomerem Material besteht, und das elastomere Material des Übergangs- und Verbindungsbereiches kontinuierlich in das Material, z.B. Aluminium, des Formträgers oder der Formschale übergeht, und zwischen Druckkissen und Formträger oder zwischen Druckkissen und Formschale einen Hohlraum mit einem Druckluftzufuhrkanal aufweist.
Verfahren zur Herstellung von Behältnissen mittels eines Blasformmoduls einer Streckblasmaschine dadurch gekennzeichnet, dass das Blasformmodul der Streckblasmaschine, die das Behältnis herstellt, wenigstens ein Blasventil, und/oder eine Blasdüse, und/oder einen Ventilblock, und/oder eine Reckstange, und/oder einen Formträger, und/oder eine Formschale und/oder ein/mehrere ein- oder mehrteiliges Forminlay(s) mit Behältniskontur aufweist, und dass wenigstens ein genanntes Bauteil vollständig oder teilweise mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens, wie beispielsweise durch 3D-Druck oder Lasersintern aus Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien, oder aus einer Kombination von Metall und/oder Kunststoffmaterialien und/oder keramischen Materialien, hergestellt wurden/wurde.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e) integrierte Temperierungskanäle zur Kühlung oder Heizung aufweist/aufweisen.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 29 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Forminlay(s) und/oder der Ventilblock der Streckblasmaschine integrierte Temperierungskanälen zur Kühlung oder Heizung aufweist/aufweisen.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Bauteil(e) zusätzliche Kanäle aufweist/aufweisen, die durchlässig für Medien sind.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Forminlay(s) und/oder der Ventilblock zusätzliche Kanäle aufweist/aufweisen, die durchlässig für Medien sind, und über die Medien auf die Außenseite des Behältnisses und/oder des/der Forminlays aufgetragen werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des/der Bauteils(e) und/oder die Innenwandungen etwaiger vorhandener in das/die Bauteil(e) integrierter Kanäle, teilweise oder vollständig eine funktionale Beschichtung, z.B. eine aseptische Beschichtung und/oder eine Anti-Haft-Schicht und/oder eine Riffelschicht oder andere Oberflächenstrukturen und/oder eine Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, aufweist/aufweisen.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite/Seiten des/der Forminlays, welche zur Behältnisaußenseite gerichtet ist/sind, und/ oder Innenwände von in das/die Forminlay(s) integrierten etwaig vorhandenen Kanälen, teilweise oder vollständig eine funktionale Beschichtung, z.B. eine aseptische Beschichtung und/oder eine Anti-Haft-Schicht und/oder eine Riffelschicht oder andere Oberflächenstrukturen und/oder eine Schicht mit einer gegenüber dem Basismaterial des Bauteils erhöhten Abriebfestigkeit und/oder erhöhten Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, wie z.B. H₂O₂, aufweist/aufweisen.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Formträger einen Druckkopf aufweist, und mindestens ein Teil der zusätzlichen hergestellten Kanäle des/der Forminlay(s) Farbzuführungskanäle sind, und das Behältnis mittels des z.B. über den Blasdruck gesteuerten Druckkopfes mit Farbe bedruckt wird.
Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftkissen im Bereich des Druckkopfes zwischen Forminlay(s) und Behältnis erzeugt wird, welches zusammenfällt, wenn das Behältnis ausgeformt ist, und so das Behältnis mit Farbe bedruckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Blasluft nach dem Fertigblasen über das Blasventil und/oder andere zusätzliche Ventile in einen Hohlraum im Formträger und/oder in der Formschale entspannt und die dabei entstehende Kälte zur Kühlung des Behältnisses und/oder des/der Forminlays verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fertigblasen über eine hohle Reckstange, oder eine Reckstange mit Luftkanälen, Luft dem Behälter zugeführt wird, zur Temperierung des Behälterinneren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fertigblasen über eine hohle Reckstange, oder eine Reckstange mit mediendurchlässigen Kanälen der hergestellte Behälter mit einem Produkt oder einem Sterilisationsmedium befüllt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 29 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das/die mit mittels eines aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens teilweise oder vollständig hergestellte Bauteil(e) mit kontinuierlichen Materialübergängen und/oder mit kontinuierlichen Übergängen in den Materialeigenschaften erzeugt wird/werden.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 29 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines durch aufbauenden Rapid Prototyping Verfahrens in einen Formträger oder in eine Formschale integriertes Druckkissen ein Druck in Richtung der Außenoberfläche eines herzustellenden Behälters beaufschlagt werden kann, durch Zufuhr von Druckluft in den Hohlraum zwischen Formträger und Druckkissen oder zwischen Formschale und Druckkissen.
Blasformmodulbauteile wie etwa Blasventil, Blasdüse, Ventilblock, Reckstange, Formträger, Formschale, Druckkissen, ein/mehrere ein- oder mehrteiliges Forminlay(s) mit Behältniskontur, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Bauteile durch aufbauende Rapid Prototyping Verfahren hergestellt sind.