DE102015011503A1 - Verfahren zum Auftragen von Fluiden - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftragen von Fluiden insbesondere bei einem Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Formteile.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auftragen von Fluiden insbesondere bei einem Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Objekte.
- In der europäischen Patentschrift
EP 0 431 924 B1 wird ein Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Objekte aus Computerdaten beschrieben. Dabei wird ein Partikelmaterial in einer dünnen Schicht mittels Beschichter (recoater) auf eine Plattform aufgetragen und dieses selektiv mittels eines Druckkopfes mit einem Bindermaterial bedruckt. Der mit dem Binder bedruckte Partikelbereich verbindet und verfestigt sich unter dem Einfluss des Binders und gegebenenfalls eines zusätzlichen Härters. Anschließend wird die Bauplattform um eine Schichtdicke abgesenkt oder die Beschichter-/Druckkopfeinheit angehoben und eine neue Schicht Partikelmaterial aufgetragen, die ebenfalls, wie oben beschrieben, selektiv bedruckt wird. Diese Schritte werden wiederholt, bis die gewünschte Höhe des Objektes erreicht ist. Aus den bedruckten und verfestigten Bereichen entsteht so ein dreidimensionales Objekt (Formteil). - Dieses aus verfestigtem Partikelmaterial hergestellte Objekt ist nach seiner Fertigstellung in losem Partikelmaterial eingebettet und wird anschließend davon befreit. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines Saugers. Übrig bleiben danach die gewünschten Objekte, die dann von Pulveranhaftungen z. B. durch händisches Abbürsten befreit werden.
- Das 3D-Drucken auf Basis pulverförmiger Werkstoffe und dem Eintrag von Flüssigkeiten mit einem Druckkopf ist unter den Schichtbautechniken das schnellste Verfahren.
- Mit diesem Verfahren lassen sich verschiedene Fluide, wie beispielsweise Partikelmaterialien, dazu zählen – nicht erschöpfend – natürliche biologische Rohstoffe, polymere Kunststoffe, Metalle, Keramiken und Sande, verarbeiten.
- In ähnlicher Weise arbeiten auch andere Pulver-gestützte Rapid-Prototyping-Prozesse, wie z. B. das selektive Lasersintern oder das Elektron-Beam-Sintern bei denen jeweils ebenso ein loses Partikelmaterial schichtweise ausgebracht und mit Hilfe einer gesteuerten physikalischen Strahlungsquelle selektiv verfestigt wird.
- Darüberhinaus gibt es auch weitere Verfahren, wie beispielsweise das Fused-Deposiiton-ModelingFused(FDM)-Schichtbauverfahren, bei dem jeweils die Querschnitte des Bauteils durch ein flüssiges, außerhalb einer Düse sich verfestigendes Medium aufgebaut werden, die Lage der Bauplattform um eine Schichtstärke zur letzten Position geändert wird und diese Schritte solange wiederholt werden, bis das Bauteil fertig ist
- Im Folgenden werden alle diese Verfahren unter dem Begriff „dreidimensionale Druckverfahren” oder 3D-Druckverfahren zusammengefasst.
- Diese Verfahren nutzen zum Teil unterschiedliche Möglichkeiten des Schichtauftrags. Bei einigen Verfahren wird das für die gesamte Schicht benötigte Partikelmaterial einer dünnen Klinge vorgelegt. Diese wird anschließend über den Baubereich bewegt und streicht das vorgelegte Material aus und glättet es dabei. Eine weitere Art des Schichtauftrags ist das kontinuierliche Vorlegen eines geringen Volumens von Partikelmaterial während der Verfahrbewegung der Klinge. Dazu ist die Klinge üblicherweise an der Unterseite eines beweglichen Silos befestigt. Direkt über oder neben der Klinge ist ein einstellbarer Spalt vorgesehen, durch welchen das Partikelmaterial aus dem Silo ausfließen kann. Die Anregung des Ausflusses geschieht dabei durch das Einbringen von Schwingungen in das Silo-Klingen-System.
- Herkömmliche Beschichter mit dem Funktionsprinzip von Schwingklingen dienen üblicherweise lediglich zum Auftrag eines bestimmten Materials. Die Schwingung wird dabei durch einen Exzentermechanismus erzeugt. Bei einer Material-/Parameteränderung, wie beispielsweise der Veränderung der Schwingamplitude, muss die Schwingklinge, bzw. der Schwingmechanismus mittels relativ aufwändiger externer Mechanismen mechanisch angepasst werden. Stand der Technik ist hier der Austausch von Exzentern zur Änderung der Schwingamplitude. Der Beschichterwinkel kann mittels Verdrehung des gesamten Beschichters bzw. mechanische Veränderung der Distanz zwischen Beschichter und dem Exzenter verstellt werden.
- Es war daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein einfaches und verlässliches Einstellen der Schwingamplitude möglich ist. Ferner war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein einfaches Justieren des Beschichterwinkels, ggf. während eines Auftragungsprozesses möglich ist.
- Kurze Zusammenfassung der Offenbarung
- In einem Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle, mittels einer Vorrichtung auf ein Baufeld, wobei ein Beschichter, umfassend eine Klinge, einen Fluidauslass und einen Vorratsbehälter, vorgesehen ist und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahren wird, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann und wobei die Schwingung durch einen einen Hub erzeugenden linearen Aktor erfolgt.
- In einem weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung auch eine Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle, auf ein Baufeld, wobei ein Beschichter, umfassend eine Klinge, einen Fluidauslass und einen Vorratsbehälter, vorgesehen ist und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahrbar ist, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann und wobei zum Erzeugen der Schwingung ein einen Hub erzeugender linearer Aktor vorgesehen ist.
- In einem noch weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung einen Beschichter zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle, auf ein Baufeld, umfassend eine Klinge, einen Fluidauslass und einen Vorratsbehälter und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahrbar ist, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann und zum Erzeugen der Schwingung ein einen Hub erzeugenden linearer Aktor vorgesehen ist.
- Kurze Beschreibung der Figuren
-
1 : Schematische Darstellung eines Beschichters mit einer Schwingklinge nach dem Stand der Technik im ruhenden (1a ) und schwingenden Zustand (1b ). -
2 : Schematische Darstellung eines Beschichters mit einer Schwingklinge gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
3 : Schematische Darstellung eines Beschichters mit einer Schwingklinge gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Beschichters mit einem ersten Winkel (3a ) gezeigt ist und nach einer Winkelverstellung mit einem zweiten Winkel (3b ). -
4 : Schematische Darstellung eines Beschichters mit einem Verschluss gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. -
5 : Schematische Darstellung des Beschichters mit einem Verschluss aus4 , wobei eine Schwingposition (5a ) und eine Verschlussposition (5b ) dargestellt sind. -
6 : Schematische Darstellung der Verdichtung des Fluids über eine Einstellung des Beschichterwinkels. -
7 : Schematische Darstellung der Beschichterfüllung in einem in einer geraden, senkrechten (7a ) und einer gekippten Position (7b ). -
8 : Schematische Darstellung des Beschichters im Betrieb und in einem abgehobenen Zustand. - Ausführliche Beschreibung
- Im Folgenden werden einige Begriffe näher definiert. Andernfalls sind für die verwendeten Begriffe die dem Fachmann bekannten Bedeutungen zu verstehen.
- Im Sinne der Erfindung sind „3D-Druckverfahren” alle aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, die den Aufbau von Bauteilen in dreidimensionalen Formen ermöglichen und mit den beschriebenen Verfahrenskomponenten und Vorrichtungen kompatibel sind.
- „Selektiver Binderauftrag” oder „Selektiver Bindersystemauftrag” kann im Sinne der Erfindung nach jedem Partikelmaterialauftrag erfolgen oder je nach den Erfordernissen des Formkörpers und zur Optimierung der Formkörperherstellung auch unregelmäßig erfolgen, d. h. nicht linear und parallel nach jedem Partikelmaterialauftrag. „Selektiver Binderauftrag” oder „Selektiver Bindersystemauftrag” kann somit individuell und im Verlauf der Formkörperherstellung eingestellt werden.
- „Formkörper” oder „Bauteil” im Sinne der Erfindung sind alle mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder/und der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte dreidimensionale Objekte, die eine Formfestigkeit aufweisen.
- Als „Vorrichtung” zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jede bekannte 3D-Druckvorrichtung verwendet werden, die die erforderlichen Bauteile beinhaltet. Übliche Komponenten beinhalten Beschichter, Baufeld, Mittel zum Verfahren des Baufeldes oder anderer Bauteile, Dosiervorrichtung und Wärmemittel und andere dem Fachmann bekannte Bauteile, die deshalb hier nicht näher ausgeführt werden.
- Als „Fluide” können alle für den 3D-Druck bekannten, fließfähigen Materialien verwendet werden, insbesondere in Pulverform, als Schlacke oder als Flüssigkeit. Dies können beispielsweise Sande, Keramikpulver, Glaspulver, und andere Pulver aus anorganischen Materialien, Metallpulver, Kunststoffe, Holzpartikel, Faserwerkstoffe, Cellulosen oder/und Laktosepulver sowie andere Arten von organischen, pulverförmigen Materialien. Das Partikelmaterial ist vorzugsweise ein trocken frei fließendes Pulver, aber auch ein kohäsives schnittfestes Pulver kann verwendet werden. Diese Kohäsivität kann sich auch durch Beimengung eines Bindermaterials oder eines Hilfsmaterials ergeben.
- „Baufeld” ist die Ebene oder in erweitertem Sinn der geometrische Ort, auf dem oder in dem die Partikelmaterialschüttung während des Bauprozesses durch wiederholtes Beschichten mit Partikelmaterial wächst. Häufig wird das Baufeld durch einen Boden, die Bauplattform, durch Wände und eine offene Deckfläche, die Bauebene, begrenzt.
- Der „Druckkopf setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen. Unter anderem sind das die Druckmodule. Diese sind relativ zum Druckkopf ausgerichtet. Der Druckkopf ist relativ zur Maschine ausgerichtet. Damit kann die Lage einer Düse dem Maschinenkoordinatensystem zugeordnet werden.
- „Beschichter” oder „Recoater” ist die Einheit mittels derer das Fluid in bzw. das Baufeld aufgebracht wird. Dieser kann aus einem Fluidvorratsbehälter und eine Fluidauftragseinheit bestehen, wobei gemäß der vorliegenden Erfindung die Fluidauftragseinheit einen Fluidauslass und eine Beschichterklinge umfasst.
- „Klinge” „Schwingklinge” oder „Beschichterklinge” im Sinne der Erfindung ist das Bauteil, das das aufgetragene Fluid nivelliert.
- „Fluidauslass” im Sinne der Erfindung ist die Öffnung mittels derer das Fluid auf das Baufeld aufgebracht wird. Der „Fluidauslass” weist mindestens einen Ausflussspalt auf, kann aber auch mehrere Ausflussspalte umfassen. Der „Fluidauslass” kann vorzugsweise mit einem oder zwei Fluidvorratsbehältern eine Einheit bilden.
- Der „Vorratsbehälter” bzw. „Fluidvorratsbehälter” oder „Reservoir” ist hierbei die Aufnahme des Fluids. Dieser Behälter kann so angeordnet sein, dass er beim Schwingen der Klinge mitschwingt, oder auch nicht. Es gibt Ausführungen, in denen die Klinge einen Teil des Vorratsbehälters bildet.
- Unter einem ”linearen Aktor” soll ein Aktor zur Erzeugung der Schwingung der Klinge zu verstehen sein, dessen Aufhängungspunkte eine annähend lineare, oszilliernde Bewegung zueinander ausführen.
- Unter dem „Hub” ist die maximale lineare Bewegung des Aktors zu verstehen. Durch diese Bewegung wird gemäss der Erfindung die Schwingamplitude erzeugt. Vorzugsweise dient der Hub aber auch dazu eine Winkelverstellung der Beschichterklinge bzw. des Beschichters zu erreichen oder ggf. einen Verschluss des Fluidaulasses zu erreichen.
- „Winkeleinstellung” im Sinne der Erfindung ist die Einstellung des Winkels zwischen Baufeld und der Beschichterklinge bzw. der „Beschichterwinkel” ist der Winkel, den Baufeldnormale und die Verbindungslinie Drehpunkt-Klinge einschließen. Die Beschichterschwingung findet um diese Linie als Nulllinie statt.
- Eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung im Sinne der Erfindung ist die Bewegung der Klinge oder Beschichterklinge über einen Drehpunkt, vorzugsweise wird diese Bewegung mit einem Aktor erzeugt.
- Verschiedene Aspekte der Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
- Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formkörper, mittels einer Vorrichtung auf ein Baufeld, wobei ein Beschichter, umfassend eine Klinge mit einem Fluidauslass und einen Vorratsbehälter, vorgesehen ist und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahren wird, dass sie eine nach Art einer Drehbewegung ausführen kann und wobei eine Erzeugung der Schwingung durch einen einen Hub erzeugenden linearen Aktor erfolgt.
- Mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Schwingbereich der Klinge erweitert. Dies wird durch die Verwendung eines linearen Aktors erreicht, der frei steuer-/regelbar einen Schwingungshub erzeugen kann.
- Durch die freie Steuer-/Regelbarkeit des Hubes ist eine einfache Verstellung der Schwingamplitude möglich. Bei Beschichtern des Standes der Technik ist dazu eine komplizierte Kinematik oder eine Änderung der Anlenkung (z. B. Exzentrizität) notwendig.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dabei der Aktor im Vergleich zur Schwingamplitude einen mindestens 3× so großen Hub erzeugen, dann kann der Hub zum Erzeugen größerer Schwingamplituden leicht umgestellt werden, kann aber ebenso dazu dienen eine Winkelverstellung der Beschichterklinge bzw. des Beschichters zu erreichen oder ggf. einen Verschluss des Fluidaulasses zu erreichen.
- Vorzugsweise wird bei einem Verfahren nach der Erfindung der Hub des Aktors Huberzeugung elektrisch, elektrodynamisch, elektrostatisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch erzeugt. Dies kann auch gegebenenfalls unter Einsatz mechanischer Hebelsysteme erfolgen.
- Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Anlenkung des Beschichters an der Vorrichtung an mindestens einem Drehpunkt. Eine derartige Ausführung hat sich als vorteilhat gezeigt, da die Schwingung relativ einfach erzeugt werden kann.
- Vorzugsweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Justierung eines Beschichterwinkels zum Baufeld ohne Verschiebung von Anlenkungspunkten und ggf. sogar während eines Beschichtungsprozesses erfolgen. Dabei könnte die Justierung des Beschichterwinkels durch Verschieben einer Startposition des Aktors erfolgen.
- Dies ist deshalb vorteilhaft, da der Winkel des Beschichters zum Baufeld für das Beschichtungsergebnis sehr wichtig ist und auch für verschiedene Materialien angepasst werden muss. Bei Beschichtern des Standes der Technik muss zu seiner Verstellung der ganze Beschichter geschwenkt werden oder die Anlenkungspunkte verschoben werden.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann nun also die Justierung des Beschichterwinkels auch während des Betriebes der Vorrichtung oder des Beschichtungsvorgangs erfolgen.
- Durch die Wahl eines großen Hubes ist es gemäß der vorliegenden Erfindung sogar möglich, dass die Beschichterklinge vom Baufeld durch Schwenken der Klinge abgehoben wird. Es ist hierzu keine zusätzliche Anhebevorrichtung oder eine Absenkung des Baufelds nötig, um einen hinreichenden Abstand zu erzielen.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beschichtung in beiden Verfahrrichtungen möglich. Dies ist möglich, da der Beschichterwinkel leicht eingestellt werden kann und dadurch eine Anpassung des Beschichterwinkels je nach Bewegungsrichtung leicht möglich ist und dadurch ein Beschichten in beide Richtungen erfolgen kann.
- In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formkörper, auf ein Baufeld, wobei ein Beschichter, umfassend eine Klinge und einen Vorratsbehälter, vorgesehen ist und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahrbar ist, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann und wobei zum Erzeugen der Schwingung ein einen Hub erzeugenden linearer Aktor vorgesehen ist.
- Vorzugsweise ist der Aktor derart ausgestaltet, dass er im Vergleich zu einer Schwingamplitude einen mindestens 3 mal so großen Hub erzeugen kann.
- Diese Huberzeugung kann dabei mittels elektrischer, elektrodynamischer, elektrostatischer, pneumatischer, hydraulischer und/oder mechanischer Systeme erreicht werden.
- Vorzugsweise ist der Beschichter an der Vorrichtung an mindestens einem Drehpunkt angelenkt.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an einem äußeren, dem Aktor entgegengesetzten Bereich der maximalen Schwingamplitude ein der Klinge entsprechendes Gegenstück zum Verschließen einer Öffnung des Beschichters vorgesehen. Durch Schwenken des Beschichters ist es nun also möglich, die Beschichteröffnung zu verschließen und dadurch einen gezielten Auftrag an bestimmten Orten zu ermöglichen und/oder ein unbeabsichtigtes Auslaufen des Reservoirs zu verhindern.
- In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Beschichter zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formkörper, auf ein Baufeld, umfassend eine Klinge und einen Vorratsbehälter und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahrbar ist, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann, wobei zum Erzeugen der Schwingung ein einen Hub erzeugenden linearer Aktor vorgesehen ist.
- Bevorzugte Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben.
- Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, die bevorzugte Ausführungsformen darstellen.
- Eine Schematische Darstellung eines Beschichters mit einer Schwingklinge nach dem Stand der Technik im ruhenden und schwingenden Zustand ist in
1 dargestellt. - Ein Beschichter (
5 ) umfassend eine Klinge (1 ), einen Fluidauslass und einen Vorratsbehälter (2 ) sind an einer Anlenkung (6 ), einem Drehpunkt (3 ), an einer Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Formteile angelenkt.1a) zeigt den ruhenden Zustand und1b) andeutungsweise den schwingenden Zustand. Die Schwingungsamplitude ist dabei durch den Exzenter festgelegt. Da die Schwingung eine relativ kleine sein soll, ist die Bewegungsamplitude durch den Exzenter als klein festgelegt. - In
2 ist ein Beschichter (5 ) mit einer Schwingklinge (1 ) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. In der gezeigten Ausführungsform ist der Beschichter (5 ) an die Vorrichtung ebenso über einen Drehpunkt (3 ) angelenkt. Der Vorratsbehälter (2 ) ist oberhalb der Klinge (1 ) angeordnet und schwingt gemäß dieser Ausführungsform mit der Klinge (1 ) mit. Die Huberzeugung erfolgt nun hier über einen linearen Aktor (4 ), der wiederum über einen Drehpunkt (6 ) an der Klinge (1 ) bzw. dem Beschichter (5 ) angelenkt ist. Durch Anregen des Aktors (4 ) keine eine Schwingung erzeugt werden, die relativ leicht unterschiedlich gewählt werden kann und womit sich ein erweiterter Schwingbereich ergibt. - Gemäß dieser gezeigten Ausführungsform schwingt alles, was unterhalb des Drehpunktes (
3 ) angeordnet ist. Es schwingen also Vorratsbehälter bzw. Reservoir (2 ) und Klinge (1 ). Die Schwingung des Reservoirs (2 ) ist gemäss der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt notwendig. Allerdings keine eine Schwingung des Vorratsbehälters (2 ) dazu dienen, eine bessere Fluidisierung des Fluids zu erreichen. - Eine schematische Darstellung eines Beschichters mit einer Schwingklinge gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
3 gezeigt. Hierbei ist der Beschichter mit einem ersten Winkel (3a ) gezeigt und nach einer Verstellung mit einem zweiten Winkel (3b ). Zusehen ist hierbei, dass die oszillierend Schwingbewegung bei beiden Ausführungen gleich ist. Diese oszillierenden Bewegungen sind relativ kleine Bewegungen (8 ). Zur Winkelverstellung der Klinge (1 ) bzw. des Beschichters (5 ) kann eine große Aktorbewegung (7 ) durchgeführt werden und dann um diese wiederum die Schwingung oszillieren. Der Drehpunkt (3 ) übernimmt hier die Führung und Stabilisierung der Klingenbewegung. Seine Steifigkeit und Spielfreiheit beeinflusst wesentlich das Beschichtungsergebnis. -
4 ist eine schematische Darstellung eines Beschichters (5 ) mit einem Verschluss (9 ) gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.5 ist eine Darstellung des Beschichters (5 ) mit einem Verschluss (9 ) aus4 , wobei eine Schwingposition (5a ) und eine Verschlussposition (5b ) dargestellt sind. - Durch die Möglichkeit eines relativ großen Hubes des linearen Aktors (
4 ) kann der Beschichter (5 ) so weit nach links schwenken, dass er in einer „Verschlussstation” (9 ) verschlossen werden kann. - Eine schematische Darstellung der Verdichtung des Fluids über eine Einstellung des Beschichterwinkels ist in
6 gezeigt. Das Fluid tritt hier über der Klinge (2 ) aus dem Vorratsbehälter (1 ) auf das unter der Klinge liegende Baufeld (600 ) aus und wird durch die um den Beschichterwinkel (601 ) schräggestellte Klinge von der ursprünglichen Schichtdicke (602 ) auf die Endschichtdicke (603 ) verdichtet. - Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine Verbesserung der Beschichterfüllung zu erreichen.
7 zeigt eine schematische Darstellung der Beschichterfüllung in einem in einer geraden, senkrechten (7a ) und einer gekippten Position (7b ). - Es hat sich gezeigt, dass durch gezieltes Ankippen des Vorratsbehälters (
2 ) beim Befüllen, der Schüttkegel im Vorratsbehälter so verändert werden kann, dass nach der anschließenden Geradestellung zum Beschichten der Schüttkegel (10 ) eine deutlich bessere Form aufweist und dadurch den unerwünschten Effekt, dass das Partikelmaterials nach der Fluidisierung (durch Einschalten des Beschichters (5 )) über den Reservoirrand läuft, stark verkleinert ist. - Durch ein kurzes Anschwingen des Vorratsbehälters (
2 ) in einer angekippten Stellung ist es zusätzlich möglich, den Schüttkegel (10 ) weiter zu optimieren und/oder etwas Partikelmaterial abzuwerfen, bevor der Beschichter (5 ) wieder in seine Winkelposition zum Beschichten gebracht wird (7 ). - Ein Abheben der Beschichterklinge (
2 ) um eine Distanz (801 ) vom Baufeld (600 ) erfolgt beispielsweise durch Schwenken der Klinge. Dies ist in8 gezeigt. Links ist der Beeschichter (5 ) im Betrieb gezeigt und rechts in einem abgehobenen Zustand. Beim herkömmlichen Beschichter ist hierzu eine Anhebevorrichtung oder eine Absenkung des Baufelds nötig, um einen hinreichenden Abstand zu erzielen. Gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform kann nun durch den Aktor die Klinge (1 ) leicht geschwenkt werden und zwar so weit, dass eine Distanz (801 ) zum Baufeld (600 ) erzielt wird. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Klinge
- 2
- Vorratsbehälter
- 3
- Drehpunkt Beschichter
- 4
- Huberzeugung
- 5
- Beschichter
- 6
- Anlenkpunkt
- 7
- Aktorbewegung zur Winkeleinstellung
- 8
- Schwingung
- 9
- Verschluss
- 10
- Schüttkegel
- 600
- Baufeld
- 601
- Beschichterwinkel
- 602
- Schichtdicke
- 603
- Endschichtdicke
- 801
- Abhebedistanz
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- 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.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0431924 B1 [0002]
Claims (10)
- Verfahren zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formkörper, mittels einer Vorrichtung auf ein Baufeld, wobei ein Beschichter, umfassend eine Klinge, einen Fluidauslass und einen Vorratsbehälter, vorgesehen ist und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahren wird, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung mittels eines Hubes durch einen linearen Aktor erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor im Vergleich zur Schwingamplitude einen mindestens 3 mal so großen Hub erzeugen kann.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Huberzeugung elektrisch, elektrodynamisch, elektrostatisch, pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlenkung des Beschichters an der Vorrichtung an mindestens einem Drehpunkt erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Justierung eines Beschichterwinkels zum Baufeld ohne Verschiebung von Anlenkungspunkten und ggf. während eines Beschichtungsprozesses erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung des Beschichterwinkels durch Verschieben einer Startposition des Aktors erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung in beiden Verfahrrichtungen möglich ist.
- Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formkörper, auf ein Baufeld, wobei ein Beschichter, umfassend eine Klinge, einen Fluidauslass und einen Vorratsbehälter, vorgesehen ist und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahrbar ist, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der Schwingung ein einen Hub erzeugenden linearer Aktor vorgesehen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor im Vergleich zu einer Schwingamplitude einen mindestens 3 mal so großen Hub erzeugen kann, vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass zur Huberzeugung elektrische, elektrodynamische, elektrostatische, pneumatische, hydraulische und/oder mechanische Systeme vorgesehen sind, vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichter an der Vorrichtung an mindestens einem Drehpunkt angelenkt ist, vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass an einem äußeren, dem Aktor entgegengesetzten Bereich der maximalen Schwingamplitude ein der Klinge entsprechendes Gegenstück zum Verschließen einer Öffnung des Beschichters vorgesehen ist.
- Beschichter zum Auftragen von Fluiden, insbesondere bei einem Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formkörper, auf ein Baufeld, umfassend eine Klinge, einen Fluidauslass und einen Vorratsbehälter und wobei die Klinge über dem Baufeld derart verfahrbar ist, dass sie eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der Schwingung ein einen Hub erzeugenden linearer Aktor vorgesehen ist.
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