DE102014000288A1 - Three-dimensional object and method for generative production thereof - Google Patents

Three-dimensional object and method for generative production thereof Download PDF

Info

Publication number
DE102014000288A1
DE102014000288A1 DE102014000288.8A DE102014000288A DE102014000288A1 DE 102014000288 A1 DE102014000288 A1 DE 102014000288A1 DE 102014000288 A DE102014000288 A DE 102014000288A DE 102014000288 A1 DE102014000288 A1 DE 102014000288A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dimensional object
grid structure
grid
openings
force
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.)
Withdrawn
Application number
DE102014000288.8A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102014000288A9 (en
Inventor
Matthias Gramenz
Martin Zwick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MATTHIAS GRAMENZ und MARTIN ZWICK GbR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER MATTHIAS GRAMENZ 85570 MARKT SCHWABEN)
MATTHIAS GRAMENZ und MARTIN ZWICK GbR VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER MATTHIAS GRAMENZ
Original Assignee
MATTHIAS GRAMENZ und MARTIN ZWICK GbR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER MATTHIAS GRAMENZ 85570 MARKT SCHWABEN)
MATTHIAS GRAMENZ und MARTIN ZWICK GbR VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER MATTHIAS GRAMENZ
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MATTHIAS GRAMENZ und MARTIN ZWICK GbR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER MATTHIAS GRAMENZ 85570 MARKT SCHWABEN), MATTHIAS GRAMENZ und MARTIN ZWICK GbR VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER MATTHIAS GRAMENZ filed Critical MATTHIAS GRAMENZ und MARTIN ZWICK GbR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER MATTHIAS GRAMENZ 85570 MARKT SCHWABEN)
Priority to DE102014000288.8A priority Critical patent/DE102014000288A1/en
Publication of DE102014000288A1 publication Critical patent/DE102014000288A1/en
Publication of DE102014000288A9 publication Critical patent/DE102014000288A9/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • 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
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/021—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/025—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by having a particular shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/3605—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by their material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/373—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/10—Linings
    • A42B3/12—Cushioning 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
    • B22F10/20—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
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1103—Making porous workpieces or articles with particular physical characteristics
    • B22F3/1115—Making porous workpieces or articles with particular physical characteristics comprising complex forms, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2226/00—Manufacturing; Treatments
    • F16F2226/04—Assembly or fixing methods; methods to form or fashion parts
    • 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)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Es wird ein dreidimensionales Objekt (100; 200) mit einer Gitternetzstruktur (102; 202) beschrieben, welche eine geschlossene Mantelfläche bildet und einstückig ist. Ferner wird ein Verfahren zur generativen Herstellung des dreidimensionalen Objekts (100; 200) vorgeschlagen.A three-dimensional object (100, 200) with a grid structure (102, 202) is described, which forms a closed lateral surface and is in one piece. Furthermore, a method for the generative production of the three-dimensional object (100, 200) is proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dreidimensionales Objekt mit einer Gitternetzstruktur, wobei die Gitternetzstruktur eine geschlossene Fläche bildet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur generativen Herstellung des dreidimensionalen Objekts.The present invention relates to a three-dimensional object having a mesh structure, wherein the mesh structure forms a closed surface. Furthermore, the invention relates to a method for the generative production of the three-dimensional object.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Zur schnellen Herstellung von Werkstücken ist Lasersintern ein bekanntes Verfahren. Ein Laserstrahl verschmilzt dabei Punktuell ein pulveriges Rohmaterial zu einem festen Werkstück. Ist eine Werkstückschicht verschmolzen, so wird darauf eine dünne Pulverschicht Rohmaterial aufgetragen und wiederum mit dem Laserstrahl verschmolzen. Das Werkstück wächst dabei typischerweise Schicht für Schicht von einer Bauplattform aus vertikal in die Höhe.Laser sintering is a well-known process for the rapid production of workpieces. A laser beam fuses a pulverulent raw material to a solid workpiece. If a workpiece layer has fused, then a thin powder layer of raw material is applied to it and in turn fused with the laser beam. The workpiece typically grows vertically from layer to layer vertically from a building platform.

Aus der DE 10 2010 040 261 A1 ist ein Lasersinter-Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Körpers bekannt. Der Körper erreicht einen hohen Elastizitätsmodul durch seine innere Struktur. Der bekannt Körper weist dazu zwei flächige Abschnitte mit unterschiedlicher Gitterstruktur auf, die bei Krafteinwirkung zu unterschiedlich starker Verformung des Körpers führen.From the DE 10 2010 040 261 A1 For example, a laser sintering method for producing a three-dimensional body is known. The body achieves a high elastic modulus through its internal structure. The known body has two flat sections with different lattice structure, which lead to different degrees of deformation of the body when force.

Aus der EP 2 525 187 A1 ist eine halbschalenförmige Gitternetzstruktur bekannt, die zur Herstellung eines Schutzhelms dient.From the EP 2 525 187 A1 is a half-shell-shaped mesh structure known, which serves for the production of a protective helmet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen stabilen Körper bereitzustellen, der leicht und kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is to provide a stable body that is easy and inexpensive to produce.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Erfindungsgemäß wird daher ein dreidimensionales Objekt zur Verfügung gestellt, welches gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist. Ein Verfahren zur Herstellung desselben wird in Anspruch 8 zur Verfügung gestellt. Das dreidimensionale Objekt wird ferner gemäß Anspruch 10 verwendet.According to the invention therefore a three-dimensional object is provided, which is designed according to claim 1. A method for producing the same is provided in claim 8. The three-dimensional object is further used according to claim 10.

Insbesondere wird das dreidimensionale Objekt mit einer Gitternetzstruktur gebildet. Die Gitternetzstruktur kann eine geschlossene Mantelfläche aufweisen. Ferner ist es bevorzugt, dass die Gitternetzstruktur einstückig ausgebildet ist.In particular, the three-dimensional object is formed with a grid structure. The grid structure may have a closed lateral surface. Further, it is preferable that the mesh structure is integrally formed.

Die Gitternetzstruktur ist eine Struktur, die Öffnungen aufweisen kann. Dadurch ist die Struktur insbesondere leichter als Vollmaterial, das keine Öffnungen aufweist. Auch ist die Verwendung einer Gitternetzstruktur mit Öffnungen kostengünstiger, da weniger Ausgangsmaterial zum Einsatz kommen kann.The grid structure is a structure that may have openings. As a result, the structure is in particular lighter than solid material, which has no openings. Also, the use of an apertured mesh structure is less expensive because less starting material can be used.

Eine einstückige Auslegung der Gitternetzstruktur umfasst vorzugsweise jegliche Art von Körper ohne Nahtstellen, Materialübergänge oder andere Verbindungen, wie Formschlüsse, Kraftschlüsse und dergleichen. Ein weiterer Vorteil der einstückigen Gitternetzstruktur ist im Allgemeinen ihre Stabilität im Vergleich zu mehrstückigen Körpern. Nahtstellen, Materialübergänge und andere Verbindungen können Schwachstellen bilden, an denen die Gitternetzstruktur bei Belastung versagt, also etwa bricht oder reißt.A one-piece design of the grid structure preferably includes any type of body without seams, material transitions or other connections such as form-fit, frictional and the like. Another advantage of the integral lattice structure is generally its stability compared to multi-piece bodies. Seams, material transitions and other connections can form weak points where the grid structure fails under load, eg breaks or tears.

Die einstückige Auslegung der Gitternetzstruktur bietet außerdem den weiteren Vorteil, dass keine anschließenden Montagearbeiten, wie Verschrauben, Kleben nötig sind. Die Gitternetzstruktur wird vorzugsweise in einem Zuge als ein einstückiger Körper hergestellt und ist nach der Herstellung sofort einsetzbar. Dadurch können die Herstellkosten für die Gitternetzstruktur verringert werden.The one-piece design of the grid structure also offers the further advantage that no subsequent assembly work, such as screwing, gluing are necessary. The mesh structure is preferably made in one fell swoop as a one-piece body and can be used immediately after manufacture. As a result, the manufacturing costs for the grid structure can be reduced.

Es ist ferner bevorzugt, dass die Gitternetzstruktur einen Hohlraum umschließt. Wenn die Gitternetzstruktur die geschlossene Mantelfläche bildet, kann damit auch bereits gemeint sein, dass sie ein Volumen umschließt bzw. einen Raum bildet. Der Hohlraum bzw. das Volumen hat den Vorteil, dass dort kein Ausgangsmaterial zum Einsatz kommen muss, also eingespart werden kann.It is further preferred that the grid structure encloses a cavity. If the grid structure forms the closed lateral surface, it may already be meant that it encloses a volume or forms a space. The cavity or the volume has the advantage that there no starting material must be used, so it can be saved.

In einer Ausführungsform kann die Gitternetzstruktur Ei- oder Kugelförmig gebildet sein. Kugel- und Eiform sind im Allgemeinen bereits sehr stabile Körper. Wird die Gitternetzstruktur beispielsweise an einer ersten Stelle aufgelagert (z. B. Loslager) und wirkt auf eine zweite, der ersten Stelle gegenüberliegende Stelle eine Kraft, so kann diese Kraft durch die Kugel- bzw. Eiform vorteilhaft auf das Auflager übertragen werden.In one embodiment, the grid structure may be egg or spherical. Ball and egg shape are generally already very stable body. If, for example, the grid structure is supported at a first location (eg floating bearing) and acts on a second location opposite the first location a force, this force can advantageously be transmitted to the support by the ball or egg shape.

Die Gitternetzstruktur kann außerdem mehrere Stege aufweisen, die eine gitterartige Netzstruktur bilden. Die Stege können dabei die Netzstruktur bilden. Bei einer computergestützten Konstruktion der Gitternetzstruktur kann beispielsweise mit einem ebenen zweidimensionalen Ausgangsgitternetz begonnen werden. Ein solches Ausgangsgitternetz weist identische quadratische, dreieckige, n-eckige, wabenförmige oder kreisförmige Öffnungen auf.The grid structure may also include a plurality of webs forming a grid-like network structure. The webs can form the network structure. In a computer-aided construction of the grid structure, for example, a flat two-dimensional initial grid can be started. Such an exit grid has identical square, triangular, n-square, honeycomb or circular openings.

Durch eine mathematische Projektion wird das Ausgangsgitternetz vorzugsweise auf die dreidimensionale Gitternetzstruktur abgebildet. Die Gitternetzstruktur kann dadurch insbesondere projizierte Öffnungen in Quadrat-, Dreieck-, n-Eck-, Waben- oder Kreis-Form aufweisen.Through a mathematical projection, the output grid is preferably imaged onto the three-dimensional grid network structure. The grid structure can thereby have in particular projected openings in square, triangular, n-corner, honeycomb or circular shape.

Je nach Form der Öffnungen kann auf vorteilhafte Weise eine bestimmte richtungsabhängige Kraftaufnahme für das dreidimensionale Objekt bereitgestellt werden. Depending on the shape of the openings, a certain direction-dependent force absorption for the three-dimensional object can be provided in an advantageous manner.

Durch das Vorsehen von Öffnungen in der Gitternetzstruktur kann das dreidimensionale Objekt eine vorteilhafte Federwirkung bei Belastung aufweisen.By providing openings in the mesh structure, the three-dimensional object can have an advantageous spring action under load.

Auch der Materialeinsatz kann durch Öffnungen verringert werden. Das dreidimensionale Objekt kann ferner mittels eines generativen Herstellverfahrens hergestellt werden. Die Öffnungen ermöglichen dabei auf vorteilhafte Weise den Abtransport von Materialresten, diese können z. B. einfacher durch die Öffnungen hindurchfallen. Umschließt die Gitternetzstruktur etwa einen Hohlraum bzw. ein Volumen, so können Materialreste aus dem Inneren durch die Öffnungen herausfallen.The use of materials can be reduced through openings. The three-dimensional object can furthermore be produced by means of a generative manufacturing method. The openings allow advantageously the removal of material residues, these can, for. B. easier to fall through the openings. If the grid structure surrounds a cavity or a volume, for example, material residues can fall out of the interior through the openings.

Wenn die Stege eine symmetrische Querschnittsfläche aufweisen, und insbesondere, wenn die Eckenanzahl der Querschnittsfläche dabei geradzahlig ist, können die derart ausgebildeten Stege Kraft auf vorteilhafte Weise mit geringerer Richtungsabhängigkeit übertragen als etwa unsymmetrische.If the webs have a symmetrical cross-sectional area, and in particular if the number of corners of the cross-sectional area is even, the webs thus formed can advantageously transfer force with less directional dependence than about asymmetrical ones.

Das generative Herstellverfahren umfasst vorzugsweise generative Fertigungsverfahren, wie selektives Lasersintern, SLS abgekürzt, Stereolithographie, selektives Laserschmelzen, Fused Deposition Modelling, Laminated Object Modelling oder 3D Printing. Als Ausgangsmaterial für die Gitternetzstruktur kann insbesondere Kunststoff- oder Metallpulver zum Einsatz kommen. Das Pulver kann durch einen Laser entlang der vorgesehenen Gitternetzstruktur verschmolzen werden und so das dreidimensionale Objekt bilden. Aus Metall hergestellte dreidimensionale Objekte sind vorteilhaft elektrisch leitfähig und können hohen Temperaturen standhalten. Aus Kunststoff hergestellte dreidimensionale Objekte sind vorteilhaft leicht, elektrisch isolierend, Wärmeisolierend und kostengünstig.The generative manufacturing method preferably includes additive manufacturing processes such as selective laser sintering, abbreviated SLS, stereolithography, selective laser melting, fused deposition modeling, laminated object modeling or 3D printing. Plastic or metal powder can be used in particular as starting material for the grid structure. The powder can be fused by a laser along the intended grid structure and thus form the three-dimensional object. Three-dimensional objects made of metal are advantageously electrically conductive and can withstand high temperatures. Made of plastic three-dimensional objects are advantageous light, electrically insulating, heat insulating and inexpensive.

Das dreidimensionale Objekt kann durch die Wahl des Ausgangsmaterials und/oder das generative Herstellverfahren und/oder die vorgenannten Formgebungen, wie etwa geschlossene Mantelfläche, Hohlraum umschließen, Ei- oder Kugelform, Stege eine vorteilhafte Stabilität erhalten. Wird das dreidimensionale Objekt mit einer Druckkraft beaufschlagt, so kann es diese optimal übertragen. Wird die Druckkraft auf das dreidimensionale Objekt erhöht, so kann es elastisch einfedern und die Druckkraft gedämpft übertragen. Wird die Kraft auf das dreidimensionale Objekt über eine bestimmte Grenze erhöht, so verformt sich das dreidimensionale Objekt irreversibel, versagt dabei jedoch nicht, sondern kann eine noch weiter ansteigende Druckkraft übertragen. Obwohl das dreidimensionale Objekt versagt, weist es einen vorteilhaften selbstverstärkenden Effekt auf, der höhere Druckkräfte übertragen kann als vergleichbare herkömmliche Körper.The three-dimensional object can obtain an advantageous stability by the choice of the starting material and / or the generative manufacturing method and / or the aforementioned shapes, such as closed shell surface, enclose cavity, egg or spherical shape, webs. If the three-dimensional object is subjected to a compressive force, it can optimally transfer it. If the compressive force on the three-dimensional object is increased, it can elastically spring in and transmit the compressive force in a damped manner. If the force on the three-dimensional object is increased beyond a certain limit, the three-dimensional object deforms irreversibly, but does not fail, but can transmit an even greater compressive force. Although the three-dimensional object fails, it has an advantageous self-reinforcing effect that can transmit higher compressive forces than comparable conventional bodies.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen dreidimensionalen Objekts, 1 an embodiment of the three-dimensional object according to the invention,

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen dreidimensionalen Objekts, 2 a further embodiment of the three-dimensional object according to the invention,

3 eine Gitternetzstruktur eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen dreidimensionalen Objekts, 3 a lattice network structure of a further embodiment of the three-dimensional object according to the invention,

4 eine weitere Ansicht der Gitternetzstruktur und 4 another view of the grid structure and

5 ein Druckkraft-Weg-Diagramm eines belasteten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen dreidimensionalen Objekts. 5 a pressure force-displacement diagram of a loaded embodiment of the inventive three-dimensional object.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION

In der 1 ist ein dreidimensionales Objekt 100 gezeigt. Das dreidimensionale Objekt 100 umfasst eine Gitternetzstruktur 102. Die Gitternetzstruktur 102 umgibt einen Hohlraum 104 mantelartig. Die Gitternetzstruktur 102 und damit das dreidimensionale Objekt 100 sind kugelförmig ausgebildet. Die Gitternetzstruktur 102 weist mehrere Stege 106 auf, die mehrere dreieckige Öffnungen 108 bilden. Das Muster aus dreieckigen Öffnungen 108 bildet eine gitterartige Netzstruktur.In the 1 is a three-dimensional object 100 shown. The three-dimensional object 100 includes a grid structure 102 , The grid structure 102 surrounds a cavity 104 coat-like. The grid structure 102 and thus the three-dimensional object 100 are spherical. The grid structure 102 has several bars 106 on, the several triangular openings 108 form. The pattern of triangular openings 108 forms a grid-like network structure.

Das dreidimensionale Objekt 100 weist ferner Pole 110 auf. Je näher die Öffnungen 108 an den Polen 110 liegen, desto kleiner sind sie.The three-dimensional object 100 also has poles 110 on. The closer the openings 108 at the poles 110 lie, the smaller they are.

Als Ausgangsmaterial für das dreidimensonale Objekt 100 wurde Kunststoff verwendet.As starting material for the three-dimensional object 100 Plastic was used.

In der 2 ist ein weiteres dreidimensionales Objekt 200 gezeigt. Das dreidimensionale Objekt 200 ist Eiförmig und weist als Längsdurchmesser beispielsweise ein Maß von 70 mm auf.In the 2 is another three-dimensional object 200 shown. The three-dimensional object 200 is egg-shaped and has a longitudinal diameter, for example, a measure of 70 mm.

In der 3 ist ein Ausschnitt einer Gitternetzstruktur 202 des dreidimensionalen Objekts 200 gezeigt. Die Gitternetzstruktur 202 weist quadratische Öffnungen 204 und dazwischen liegende Stege 206 auf. In der 4 ist ein Querschnitt der Gitternetzstruktur 202 gezeigt. Die Stege 206 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf.In the 3 is a section of a grid structure 202 of the three-dimensional object 200 shown. The grid structure 202 has square openings 204 and in-between footbridges 206 on. In the 4 is a cross section of the grid structure 202 shown. The bridges 206 have a circular cross-section.

In der 5 ist ein Druckkraft-Weg-Diagramm gezeigt. Es gibt einen Kurvenverlauf 500 wieder, bei dem eine Standarddruckkraft F auf zwei gegenüberliegende Stellen des dreidimensionalen Objekts 200 wirkt. Das dreidimensionale Objekt 200 ist dabei lose gelagert. Über einen ansteigenden Kraftverlauf F wird das dreidimensionale Objekt 200 zunächst elastisch verformt und dabei auf beispielsweise bis zu 60 mm zusammengedrückt, was einer Stauchung um den Weg L von 10 mm entspricht. Beginnend ab einem ersten Belastungspunkt 502, bei einer Druckkraft F von über 350 N und einem Weg L von > 10 mm, verformt sich das dreidimensionale Objekt 200 irreversibel. Dabei klappen Segmente des dreidimensionalen Objekts 200 nach innen. Das dreidimensionale Objekt 200 versagt jedoch an dem ersten Belastungspunkt 502 nicht, sondern kann die weiter ansteigende Druckkraft F übertragen. Am zweiten Belastungspunkt 504 erreicht die Druckkraft F einen Maximalwert von 600 N. Das dreidimensionale Objekt 200 ist dabei um insgesamt 55 mm, also ca. 78% gestaucht. Erst bei Erreichen des zweiten Belastungspunkts 502 versagt die Gitternetzstruktur 202, das dreidimensionale Objekt 200 kann ab dem Belastungspunkt 502 keine wesentliche Druckkraft mehr übertragen. In the 5 is shown a compression force-displacement diagram. There is a curve 500 again, in which a standard compressive force F on two opposite points of the three-dimensional object 200 acts. The three-dimensional object 200 is stored loose. About an increasing force curve F is the three-dimensional object 200 initially elastically deformed and thereby compressed to, for example, up to 60 mm, which corresponds to a compression around the path L of 10 mm. Starting from a first load point 502 At a pressing force F of more than 350 N and a path L of> 10 mm, the three-dimensional object deforms 200 irreversible. In the process, segments of the three-dimensional object fold 200 inside. The three-dimensional object 200 fails however at the first load point 502 not, but can transmit the further increasing compressive force F. At the second load point 504 the compressive force F reaches a maximum value of 600 N. The three-dimensional object 200 is compressed by a total of 55 mm, ie about 78%. Only when reaching the second load point 502 fails the grid structure 202 , the three-dimensional object 200 can from the load point 502 transfer no significant pressure force more.

Die Verbesserung der Druckkraftübertragung wird, unabhängig von den genauen Maßen und Stauchungen des dreidimensionalen Objekts 200, als selbstverstärkender Effekt bezeichnet. Dieser Effekte entsteht durch die Formgebung als Ei oder Kugel, durch die Ausbildung als mantelartige Gitternetzstruktur, die Stege, die Öffnungen und eine einstückige Herstellung mittels Lasersintern.The improvement in compressive force transfer is independent of the exact dimensions and compressions of the three-dimensional object 200 , referred to as a self-reinforcing effect. These effects are created by the shape of an egg or ball, by the formation as a coat-like mesh structure, the webs, the openings and a one-piece production by means of laser sintering.

Die dreidimensionalen Objekte 100, 200 können bei Sturzhelmen, Schutzhelmen, Stoßfängern, Kraftfahrzeug-Aufprallschuten, Protektoren für Sicherheitskleidung oder bei Sicherheitsschuhen Anwendung finden.The three-dimensional objects 100 . 200 can be used for crash helmets, protective helmets, bumpers, motor vehicle crash barges, safety clothing protectors or safety shoes.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010040261 A1 [0003] DE 102010040261 A1 [0003]
  • EP 2525187 A1 [0004] EP 2525187 A1 [0004]

Claims (6)

Dreidimensionales Objekt (100; 200) mit einer Gitternetzstruktur (102; 202), wobei die Gitternetzstruktur (102; 202) eine geschlossene Mantelfläche bildet dadurch gekennzeichnet, dass die Gitternetzstruktur (102; 202) einstückig ist.Three-dimensional object ( 100 ; 200 ) with a grid structure ( 102 ; 202 ), whereby the grid structure ( 102 ; 202 ) a closed lateral surface is characterized in that the grid structure ( 102 ; 202 ) is integral. Dreidimensionales Objekt (100; 200) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Gitternetzstruktur (102; 202) einen Hohlraum (104) umschließt.Three-dimensional object ( 100 ; 200 ) according to claim 1, characterized in that the grid structure ( 102 ; 202 ) a cavity ( 104 ) encloses. Dreidimensionales Objekt (100; 200) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Gitternetzstruktur (102; 202) Ei- oder Kugelförmig gebildet ist.Three-dimensional object ( 100 ; 200 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the grid structure ( 102 ; 202 ) Is formed egg- or spherical. Dreidimensionales Objekt (100; 200) nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Gitternetzstruktur (102; 202) mehrere Stege (106; 206) aufweist, die eine gitterartige Netzstruktur (102; 202) bilden.Three-dimensional object ( 100 ; 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the grid structure ( 102 ; 202 ) several webs ( 106 ; 206 ) having a grid-like network structure ( 102 ; 202 ) form. Dreidimensionales Objekt (100; 200) nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Gitternetzstruktur (102; 202) projizierte Öffnungen (108; 204) in Quadrat-, Dreieck-, n-Eck-, Waben- oder Kreis-Form aufweist.Three-dimensional object ( 100 ; 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the grid structure ( 102 ; 202 ) projected openings ( 108 ; 204 ) in square, triangular, n-corner, honeycomb or circular shape. Dreidimensionales Objekt (100; 200) nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dassThree-dimensional object ( 100 ; 200 ) according to claim 4 or 5, characterized in that
DE102014000288.8A 2014-01-10 2014-01-10 Three-dimensional object and method for generative production thereof Withdrawn DE102014000288A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014000288.8A DE102014000288A1 (en) 2014-01-10 2014-01-10 Three-dimensional object and method for generative production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014000288.8A DE102014000288A1 (en) 2014-01-10 2014-01-10 Three-dimensional object and method for generative production thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014000288A1 true DE102014000288A1 (en) 2015-07-16
DE102014000288A9 DE102014000288A9 (en) 2018-02-22

Family

ID=53484661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014000288.8A Withdrawn DE102014000288A1 (en) 2014-01-10 2014-01-10 Three-dimensional object and method for generative production thereof

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014000288A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017002916A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 Harald Roßberger Three-dimensional elements
WO2019048498A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-14 Edag Engineering Gmbh Pivot joint having additional degree of freedom
FR3086354A1 (en) * 2018-09-26 2020-03-27 Conseil Et Technique FIXING DEVICE FOR ASSEMBLING OBJECTS BETWEEN THOSE, AND THEN RELEASING THEM QUICKLY

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040261A1 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Eos Gmbh Electro Optical Systems Method for producing a three-dimensional object with an internal structure
US20120117822A1 (en) * 2007-10-23 2012-05-17 Nike, Inc. Articles And Method Of Manufacture Of Articles
EP2525187A1 (en) 2011-05-16 2012-11-21 BAE Systems Plc Personal protection equipment

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120117822A1 (en) * 2007-10-23 2012-05-17 Nike, Inc. Articles And Method Of Manufacture Of Articles
DE102010040261A1 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Eos Gmbh Electro Optical Systems Method for producing a three-dimensional object with an internal structure
EP2525187A1 (en) 2011-05-16 2012-11-21 BAE Systems Plc Personal protection equipment

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEINERS, Wilhelm: Implantate in wenigen Stunden fertigen. In: IDEA TV Gesellschaft für kommunikativeUnternehmensbetreuung mbH: innovations report Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft.2002, URL: http://www.innovations-report.de/html/berichte/verfahrenstechnologie/bericht-8797.html[abgerufen am 12.11.2014]. *
vismath GmbH: 3D-Modell 3D-Druck: Klein'sche Flasche. Berlin, 2013. URL:https://www.vismath.eu/de/3d-modelle/3d-druck-kleinsche-flasche [abgerufen am 12.11.2014]. -Firmenschrift *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017002916A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 Harald Roßberger Three-dimensional elements
WO2019048498A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-14 Edag Engineering Gmbh Pivot joint having additional degree of freedom
FR3086354A1 (en) * 2018-09-26 2020-03-27 Conseil Et Technique FIXING DEVICE FOR ASSEMBLING OBJECTS BETWEEN THOSE, AND THEN RELEASING THEM QUICKLY
WO2020065575A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-02 Soterem Fastening device for assembly and quick release between objects
US11976680B2 (en) 2018-09-26 2024-05-07 Soterem Fastening device for assembly and quick release between objects

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014000288A9 (en) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005026717B4 (en) Piezoelectric multilayer component
DE102013218223A1 (en) Method for the production of a component for a vehicle
DE102012013318A1 (en) Method and device for layering a three-dimensional object
DE102014000288A1 (en) Three-dimensional object and method for generative production thereof
EP2554360A1 (en) Component produced by additive manufacturing, with at least one mark and method for forming, repairing and/or exchanging such a component
DE102017130166A1 (en) Self-breaking support for additive manufacturing
DE102016225178A1 (en) Layer construction device and layer construction method for the additive production of at least one component region of a component
DE102014222978A1 (en) Method for producing a bellows spring and bellows spring
DE102016221609A1 (en) Ball element for bearing applications and method for producing such
DE102016007283A1 (en) TWO-WAY SHOCKS
EP3349926B1 (en) Stamping machine of a sintering press and its method
DE102018217195A1 (en) feather
DE102014223684A1 (en) Method for producing a connecting rod by means of sintering in semi-closed form
DE2340577A1 (en) DEVICE COMPOSED OF TWO PARTS JOINED BY A SHRINK SEAT
DE102017114618A1 (en) Rolling bearing cage with emergency running property
DE102016226061A1 (en) Burner tip for installation in a burner with air duct system and fuel channel system and method for their production
DE102013103059A1 (en) Optical lens arrangement with a deformable lens body
DE102021002678A1 (en) Energy absorbing element and process for its manufacture
DE102015209746A1 (en) Frontendbaustruktur for a motor vehicle
DE102006010543A1 (en) Shock absorbing composite structure for e.g. transportation equipment, has core-material in form of hollow or solid bars, winding-material that wounds around core-material, and resin-layer attached to surface of core and winding materials
DE2823054B1 (en) Process for the production of plastic-bonded anisotropic permanent magnets
DE102013223752A1 (en) Bulk Flexible Needle Roller Cage
DE102014219353A1 (en) Method for producing a motor vehicle battery module and motor vehicle battery module
WO2023094133A1 (en) Method for additive manufacturing of a three-dimensional object
DE102007032060A1 (en) Heat-resistant filter element with coating

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee