DE102015220699A1

DE102015220699A1 - Printed component and apparatus for 3-D printing in the gelling layer method

Info

Publication number: DE102015220699A1
Application number: DE102015220699.8A
Authority: DE
Inventors: Julian Seidel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil sowie eine Vorrichtung zum 3-D-Drucken im Gelier-Verfahren. Das Bauteil ist ein faserverstärktes Bauteil, bei dem die Lage der Fasern mit der Bewegung der Düse bei der Herstellung des Bauteils korreliert. Dazu ist eine Vorrichtung zum 3-D-Drucken vorgesehen, die eine Düse mit einem Gelenk umfasst, wobei das Gelenk dazu dient, dass die Faser möglichst schonend auf das zu druckende Bauteil aufgedrückt wird.The invention relates to a component and a device for 3-D printing in the gelling process. The component is a fiber-reinforced component in which the position of the fibers correlates with the movement of the nozzle in the manufacture of the component. For this purpose, a device for 3-D printing is provided, which comprises a nozzle with a joint, wherein the joint serves to ensure that the fiber is pressed as gently as possible on the component to be printed.

Description

Die Erfindung betrifft ein gedrucktes Bauteil sowie eine Vorrichtung zum 3-D-Drucken im Gelierschichtverfahren. The invention relates to a printed component and to a device for 3-D printing in the gelling layer method.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Prototypen ist das Schmelzschichtverfahren (engl. Fused Deposition Modeling FDM). Dabei wird ein schmelzbarer Kunststoff, insbesondere ein Thermoplast wie beispielsweise PLA (Polylactat), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), Nylon (Polyamid), PE (Polyethylen), HDPE (High Density Polyethylen), PC (Polycarbonat) und/oder PCL (Polycaprolacton) in einer geheizten Düse auf etwa 200–260 °C erwärmt und aufgeschmolzen. Das flüssige Material wird durch den Düsenkopf hindurch auf den Bauteilträger gepresst wodurch schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird. Der Bauteilträger wird nach jeder Schicht etwas abgesenkt wodurch Schichtstärken im Bereich weniger 100μm realisiert werden können. Bevorzugt wird Bauteilträger auch noch aufgewärmt, beispielsweise auf etwa 70 °C geheizt, um den auftretenden Verzug des Bauteils zu minimieren. Diese Technik ist auch als so genanntes Rapid-Protoyping bekannt. One known method of making plastic prototypes is fused deposition modeling (FDM). Here, a fusible plastic, in particular a thermoplastic such as PLA (polylactate), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene), nylon (polyamide), PE (polyethylene), HDPE (high density polyethylene), PC (polycarbonate) and / or PCL (Polycaprolactone) heated in a heated nozzle to about 200-260 ° C and melted. The liquid material is pressed through the nozzle head onto the component carrier, whereby a component is built up in layers. The component carrier is lowered slightly after each layer, whereby layer thicknesses in the range of less than 100 μm can be realized. Preferably, component carrier is also still warmed up, for example, heated to about 70 ° C in order to minimize the distortion of the component occurring. This technique is also known as rapid prototyping.

Zwischen dem Bauteilträger und dem Bauteil wird manchmal auch ein Trennmittel aufgetragen, um das Bauteil wieder ablösen zu können. Sometimes a release agent is applied between the component carrier and the component in order to be able to detach the component again.

Die bekannten Vorrichtungen zum Herstellen von Bauteilen im Rapid-Prototyping-Verfahren für Kunstoffe sind momentan nicht in der Lage hochfeste und dabei leichte Bauteile herzustellen. The known devices for producing components in the rapid prototyping process for plastics are currently not able to produce high-strength and light components.

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen im Rapid-Prototyping-Verfahren mittels eines additiven Manufacturing-Verfahrens zu schaffen, die geeignet ist, hochfeste und leichte Bauteile herzustellen. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein hochfestes und leichtes Bauteil zu schaffen, das mittels eines additiven Verfahrens herstellbar ist. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a device for the production of components in the rapid prototyping method by means of an additive manufacturing method which is suitable for producing high-strength and lightweight components. Moreover, it is an object of the present invention to provide a high-strength and lightweight component which can be produced by means of an additive process.

Lösung der Aufgabe und Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein faserverstärktes Bauteil, das im 3-D-Druck über ein Gelierverfahren herstellbar ist, wobei die Lage der Faser(n) im Bauteil die Bewegung des Düsenkopfes im Gelierverfahren nachzeichnet. The object and the subject of the present invention is a fiber-reinforced component which can be produced in 3-D printing by means of a gelling process, wherein the position of the fiber (s) in the component traces the movement of the nozzle head in the gelling process.

Außerdem ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils einer vorgegebenen Form mittels 3-D-Drucken im Gelierverfahren, wobei zumindest eine Dosierpumpe, eine Düse und ein Druckbett vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse zumindest eine weiteren Einlass oder eine Zuführleitung hat, durch die eine Faser, insbesondere eine Endlosfaser, in die Düse gelangt und durch den Düsenkopf verdruckbar ist. In addition, the subject of the invention is an apparatus for producing a component of a predetermined shape by means of 3-D printing in gelling, wherein at least one metering pump, a nozzle and a pressure bed are provided, characterized in that the nozzle has at least one further inlet or a supply line through which a fiber, in particular an endless fiber, passes into the nozzle and can be printed by the nozzle head.

Im Gelierverfahren wird ein unvernetztes Harz verdruckt, das unmittelbar nach Aufbringung zunächst geliert und dann aushärtet. Die Aushärtung/Vernetzung kann dabei durch einen Katalysator beschleunigt werden. Der Katalysator ist im Harz vorhanden und wird thermisch oder durch Strahlung initiiert, also gestartet, oder er ist beispielsweise oberflächlich auf der Faser gebunden und reagiert ab, sobald der Kontakt mit dem Harz erfolgt. In the gelling process, an uncrosslinked resin is printed, which gels immediately after application and then hardens. The curing / crosslinking can be accelerated by a catalyst. The catalyst is present in the resin and is initiated thermally or by radiation, that is started, or it is, for example, superficially bound to the fiber and reacts as soon as the contact with the resin takes place.

Beispielsweise wird nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Mischung eines zweikomponentigen Kunstharzes verdruckt, in die eine Faser eingebettet ist. Ein zweikomponentiges Kunstharz umfasst in der Regel das unvernetzte Harz und einen Härter, der nach erfolgter Initiierung, beispielsweise thermisch und/oder durch Strahlung, die Vernetzung des Kunstharzes bewirkt. Dabei kann ein Katalysator vorgesehen sein, die Härtung kann aber auch ohne zusätzlichen Katalysator erfolgen. For example, according to one embodiment of the invention, a mixture of a two-component synthetic resin is printed in which a fiber is embedded. A two-component synthetic resin generally comprises the uncrosslinked resin and a hardener which, after initiation, for example thermally and / or by radiation, brings about crosslinking of the synthetic resin. In this case, a catalyst may be provided, but the curing can also be carried out without additional catalyst.

Nach dem Verdrucken der in das flüssige Harz eingebetteten Faser startet der Härtungs- und/oder Vernetzungsprozess, der durch gängige Methoden thermisch, durch Strahlung, beispielsweise durch einen nachgeschalteten Laser, gestartet wird. After printing the fiber embedded in the liquid resin, the curing and / or crosslinking process, which is started by conventional methods thermally, by radiation, for example by a downstream laser, starts.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung 3-dimensionaler Gegenstände einer vorgegebenen Form durch Aushärten, umfasst diese zumindest eine Dosierpumpe, eine Düse und ein Druckbett, wobei die Düse zumindest zwei Einlässe hat, einen ersten Einlass, durch den ein Fasermaterial ins Innere der Düse gelangt und einen zweiten Einlass, durch den ein Harz oder eine Harzmischung ins Innere der Düse gelangt, derart, dass beim Austritt der Faser aus dem Düsenkopf das Harz, insbesondere das zweikomponentige Kunstharz, an der Faser haftet. According to an advantageous embodiment of the device for producing 3-dimensional objects of a predetermined shape by curing, this comprises at least a metering pump, a nozzle and a pressure bed, wherein the nozzle has at least two inlets, a first inlet, through which a fiber material into the interior of the nozzle and a second inlet, through which a resin or a resin mixture passes into the interior of the nozzle, such that upon the exit of the fiber from the nozzle head the resin, in particular the two-component synthetic resin, adheres to the fiber.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform hat die Faser eine Beschichtung, in der beispielsweise die Initiatoren/Katalysatoren des Härtungsprozesses, wiederum beispielsweise in dort befindlichen Poren und/oder in verkapselter Form, vorgesehen sind. Beim Aufeinandertreffen des Kunstharzes mit der Faser – zum Beispiel in der Düse – wird dann die Härtung initiiert. According to an advantageous embodiment, the fiber has a coating in which, for example, the initiators / catalysts of the curing process, again for example in pores located there and / or in encapsulated form, are provided. When the synthetic resin comes into contact with the fiber - for example in the nozzle - hardening is then initiated.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat der Düsenkopf zumindest ein Gelenk, durch das der Winkel der Austrittsöffnung des Düsenkopfes zur Schichtebene ungleich 90° ist. According to an advantageous embodiment of the invention, the nozzle head has at least one joint through which the angle of the outlet opening of the nozzle head to the layer plane is not equal to 90 °.

Dabei ist vorteilhaft, dass die Faser beim Auftragen nicht um 90° geknickt wird. It is advantageous that the fiber is not bent by 90 ° when applied.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung tritt die Faser gleichzeitig mit dem unvernetzten Harz aus der Düse, so dass im Härtungsaufbau nicht die Oberfläche der Faser, sondern deren Harzbeschichtung auf dem Bauteil haftet. According to an advantageous embodiment of the invention, the fiber emerges from the nozzle at the same time as the uncrosslinked resin, so that not the surface of the fiber but its resin coating adheres to the component in the hardening structure.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des Bauteils wird die Faser in der Düse mit dem unvernetzten oder teilvernetzten Harz getränkt und/oder benetzt, so dass auf den Bauteilträger eine Faser tritt, an der unvernetztes oder teilvernetztes Harz haftet, das auf den Bauteilträger gedrückt wird. According to an advantageous embodiment of the component, the fiber is soaked in the nozzle with the uncrosslinked or partially crosslinked resin and / or wetted, so that on the component carrier a fiber occurs, adheres to the uncrosslinked or partially crosslinked resin, which is pressed onto the component carrier.

Um hochfeste Bauteile aus CFK (Carbonfaserkunststoff) oder GFK (Glasfaserkunststoff) herzustellen, wird in einem Fertigungsprozess gemäß der Erfindung also beispielsweise in einem Manufacturing Prozess eine Kohle- und/oder Glasfaser durch den Düsenkopf auf den Bauteilträger verdruckt, wobei die Faser dort haftet weil die Faser beispielsweise in der Düse mit einem Kunstharz, wie beispielsweise einem Epoxidharz, getränkt wird. In order to produce high-strength components made of CFRP (carbon fiber plastic) or GRP (glass fiber plastic), in a manufacturing process according to the invention, for example in a manufacturing process, a carbon and / or glass fiber is printed through the nozzle head onto the component carrier, wherein the fiber adheres there because the For example, fiber in the nozzle is impregnated with a synthetic resin such as an epoxy resin.

Dieses Harz besteht beispielsweise aus einem Grundmaterial und einem Härter welche vor dem Einsatz vermischt werden. Dies geschieht in einem Mischer, der je nach Ausführung direkt in der Düse und/oder in der Zuleitung dazu vorgesehen sein kann. Die Dosierung der Kunstharzkomponenten erfolgt beispielsweise durch zwei einzeln ansteuerbare Pumpen. This resin consists, for example, of a base material and a hardener which are mixed before use. This is done in a mixer, which can be provided depending on the design directly in the nozzle and / or in the supply line. The dosage of the synthetic resin components, for example, by two individually controllable pumps.

Kunstharze härten je nach Art zwischen wenigen Minuten und einigen Stunden aus. Allerdings werden selbst langhärtende Harze nach relativ kurzer Zeit breiig, haben also eine ausreichende Viskosität, um die Fasern nach dem Aufbringen durch den Druckkopf ausreichend zu fixieren. Synthetic resins cure between a few minutes and a few hours, depending on the type. However, even long-hardening resins turn mushy after a relatively short time, and thus have sufficient viscosity to sufficiently fix the fibers after application by the print head.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Düsenkopf drehbar gelagert ist, so dass die Faser beim Auflegen in die X-Y-Ebene des Schichtaufbaus nicht gebogen wird, sondern gleich in der richtigen Richtung aus dem Düsenkopf tritt. According to an advantageous embodiment, it is provided that the nozzle head is rotatably mounted, so that the fiber is not bent when placed in the X-Y plane of the layer structure, but immediately passes out of the nozzle head in the right direction.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass die Fasern, die beispielsweise im Vergleich zum Kunststoff-Filament beim Fertigungs-Prozess, also einem zumindest angeschmolzenem Kunststoff beim FDM-Prozess, gegebenenfalls nur einen begrenzten Biegeradius zulassen, beispielsweise in der Düse bereits eine Umlenkung erfahren, gleichgültig, ob die Faser bereits mit Harz getränkt ist oder noch nicht. According to an advantageous embodiment, it is therefore provided that the fibers, which allow, for example, compared to the plastic filament in the manufacturing process, ie an at least fused plastic in the FDM process, possibly only a limited bending radius, for example, in the nozzle already undergo a deflection Regardless of whether the fiber is already soaked with resin or not yet.

Andererseits kann aber auch die Spule in der x-y-Ebene liegen, so dass von der Spule aus die Faser in die Düse schon in der richtigen Orientierung einläuft, so dass die Faser ohne faserschädigende Biegung auf das Bauteil mit dem un- oder teilvernetzten Harz aufgedruckt wird. On the other hand, however, the coil can also lie in the xy plane, so that the fiber enters the nozzle from the bobbin in the correct orientation, so that the fiber is printed on the component with the non-crosslinked or partially crosslinked resin without fiber-damaging bending ,

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Umlenkung der Faser in die Härtungsebene, also in Richtung der X-Y Ebene vor dem Austritt aus dem Düsenkopf erfolgt. Advantageously, it is provided that the deflection of the fiber into the hardening plane, that is to say in the direction of the X-Y plane, takes place before it leaves the nozzle head.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Düsenkopf um einen vollen Kreis um die Z-Achse drehbar ist. According to a further advantageous embodiment it is provided that the nozzle head is rotatable about a full circle about the Z-axis.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verfügt der Düsenkopf zusätzlich über eine Vorrichtung, um die Faser abschneiden zu können, z.B. wenn der Düsenkopf die Position wechselt. According to a further advantageous embodiment, the nozzle head additionally has a device for cutting off the fiber, e.g. when the nozzle head changes position.

Der Vorschub für die Faser kann dabei direkt im Düsenkopf integriert sein oder für eine bessere Dynamik der Maschine außerhalb des Düsenkopfs vorgesehen sein. The feed for the fiber can be integrated directly in the nozzle head or be provided for a better dynamics of the machine outside of the nozzle head.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Faser über einen Bowdenzug zum Düsenkopf geführt wird. It is provided in particular that the fiber is guided via a Bowden cable to the nozzle head.

Durch diese Verfahren können schnell Prototypen aus hochfesten und dabei leichten Materialien hergestellt werden. These processes allow rapid prototypes to be made from high strength and lightweight materials.

Der Vorteil eines erfindungsgemäß hergestellten Bauteils liegt beispielsweise darin, dass jede Faser einzeln verlegt wird, so dass die Fasern genau in Belastungsrichtung gelegt werden können, was die Festigkeit in Beanspruchungsrichtung weiter erhöht. The advantage of a component according to the invention is, for example, that each fiber is laid individually, so that the fibers can be placed exactly in the direction of loading, which further increases the strength in the direction of stress.

Als Fasern können sowohl Langfasern mit einer Länge von bis zu 50 mm als auch Endlosfasern mit einer Länge ab 50mm eingesetzt werden. As fibers both long fibers with a length of up to 50 mm and endless fibers with a length from 50 mm can be used.

Beispielsweise sind die Fasern ausgewählt aus der Gruppe der folgenden Fasern: Glas-, Basalt-, Bor-, Keramik-, Carbon-, Stahl-, Aramid-, Polyester-, Plexiglas-, Flachs-, Hanf-, Holz- und/oder Sisalfasern, sowie beliebige Mischungen und Kombinationen davon. For example, the fibers are selected from the group of the following fibers: glass, basalt, boron, ceramic, carbon, steel, aramid, polyester, plexiglass, flax, hemp, wood and / or Sisal fibers, as well as any mixtures and combinations thereof.

Im Normalfall werden gewebte Glas- oder Karbonfaser Matten in faserverstärkten Bauteilen verarbeitet, bei denen die Fasern kreuzförmig orientiert sind und nicht zwingend in Belastungsrichtung verstärkt vorliegen. Normally, woven glass or carbon fiber mats are processed in fiber-reinforced components in which the fibers are oriented in a cross shape and are not necessarily reinforced in the direction of loading.

Außerdem ist die Herstellung von CFK Teilen heute meist Handarbeit und daher sehr teuer. Deshalb könnte so ein Verfahren selbst für die Serienproduktion zum Einsatz kommen. In addition, the production of CFRP parts today is mostly manual work and therefore very expensive. Therefore, such a process could even be used for series production.

Beispielsweise für die Rotorblätter von Windturbinen oder bei Flugzeugteilen. For example, for the rotor blades of wind turbines or aircraft parts.

Da bei dem Prozess nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung keine externe Wärme eingebracht wird, sollte der Bauteilverzug deutlich geringer wie beispielsweise beim FDM Verfahren sein. Since in the process according to a preferred embodiment of the invention, no external heat is introduced, the component distortion should be significantly lower, such as in the FDM process.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung noch anhand zweier Figuren, die eine Vorrichtung zur Herstellung des Bauteils zeigen, näher erläutert. In the following, an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to two figures, which show an apparatus for producing the component.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Gelierverfahren mit Verstärkungsfaser. 1 shows schematically a cross section through a device for gelling process with reinforcing fiber.

2 zeigt zu der Vorrichtung aus 1 den Düsenkopf im Detail. 2 points to the device 1 the nozzle head in detail.

In 1 zeigt den Querschnitt durch eine Vorrichtung 1 zum Gelierverfahren, wobei die Zuführung durch die die Faser 2 in den Düsenkopf eingespeist wird, die Düse 3 sowie zumindest eine Dosierpumpe 4 zu erkennen sind. In besonderen Fällen kann es erforderlich sein, dass die Düse 3 beheizbar ist. Normalerweise ist sie das jedoch nicht. In 1 shows the cross section through a device 1 to the gelling process, wherein the feed through which the fiber 2 is fed into the nozzle head, the nozzle 3 and at least one metering pump 4 can be seen. In special cases, it may be necessary for the nozzle 3 is heated. Usually it is not.

Die zumindest eine Dosierpumpe 4 umfasst bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine Dosierpumpe 5 für den Härter und eine Dosierpumpe 6 für das Kunstharz. Im Mischer 7 werden die beiden Harzkomponenten vermischt und in die Düse 3 eingespeist. Dort treffen sie auf die Faser 2, die beispielsweise eine Endlosfaser sein kann, beispielsweise ein Carbonfaser, eine Aramidfaser, eine Glasfaser oder eine sonstige, bei faserverstärkten Kunststoffen eingesetzte Faser sein kann. Die Faser 2 wird vom Gemisch aus Härter 5 und Harz 6 ummantelt und tritt mit der Harzbenetzung aus dem Düsenkopf 8 aus. So wird Schicht für Schicht das Bauteil 9 hergestellt, wobei der Faserverlauf im fertigen Bauteil deutlich macht, wie der Düsenkopf 8 bei der Herstellung bewegt wurde. The at least one metering pump 4 includes in the embodiment shown here, a metering pump 5 for the hardener and a dosing pump 6 for the synthetic resin. In the mixer 7 The two resin components are mixed and into the nozzle 3 fed. There they meet the fiber 2 , which may be, for example, an endless fiber, for example a carbon fiber, an aramid fiber, a glass fiber or any other fiber used in fiber reinforced plastics. The fiber 2 is made from the mixture of hardener 5 and resin 6 coated and occurs with the resin wetting from the nozzle head 8th out. This is how the component becomes layer by layer 9 produced, wherein the fiber flow in the finished component makes it clear how the nozzle head 8th was moved during production.

Nach einer Ausführungsform wird ein teilvernetztes Harz mit ummantelter Faser auf dem Bauteil aufgebracht, wobei dann entweder thermisch und/oder durch UV-Bestrahlung die komplette Aushärtung des Harzes erfolgt. Alternativ oder ergänzend können zur endgültigen Aushärtung auch Laser eingesetzt werden. According to one embodiment, a partially cross-linked resin is applied with coated fiber on the component, in which case the complete curing of the resin takes place either thermally and / or by UV irradiation. Alternatively or additionally, lasers can also be used for the final curing.

Zu erkennen ist in 1 noch, wie das Bauteil 9 auf einer Bauteil-Plattform 10, die höhenverstellbar in z-Richtung gelagert ist, aufliegt. It can be seen in 1 still, like the component 9 on a component platform 10 , which is mounted vertically adjustable in the z-direction, rests.

2 zeigt als schematischen Querschnitt die Düse 3 im Detail. Von oben kommt die – beispielsweise – Glas oder Carbonfaser 2 in die Düse 3 und zum Düsenkopf 8, wobei bevorzugt ist, dass der Düsenkopf 8 mittels zumindest eines Gelenks so drehbar gelagert ist, dass die Faser 2 keinen Knick bekommt, wenn sie durch den Düsenkopf 8 auf das Bauteil 9 gedrückt wird. 2 shows a schematic cross-section of the nozzle 3 in detail. From above comes the - for example - glass or carbon fiber 2 in the nozzle 3 and to the nozzle head 8th , wherein it is preferred that the nozzle head 8th is rotatably supported by means of at least one joint, that the fiber 2 No kink when passing through the nozzle head 8th on the component 9 is pressed.

Durch zwei Dosierpumpen 4, einmal mit Harz 6 und einmal mit Härter 5 gefüllt, wird die Düse 3 mit der Harzmischung gefüllt, wobei eine Vernetzung des Harzes initiiert wird, die über die Temperatur in der Düse 3, sowie die Art des Härters 5 und dessen Konzentration im Gemisch steuerbar ist. Die Faser 2 erfährt somit in der Düse 3 eine ausreichende Benetzung mit dem zumindest teilvernetzten Harz, so dass eine mit Harz benetzte Faseroberfläche (nicht gezeigt) bei der Herstellung auf das Bauteil 9 gedrückt wird. By two dosing pumps 4 , once with resin 6 and once with hardener 5 filled, the nozzle becomes 3 filled with the resin mixture, wherein a crosslinking of the resin is initiated, which is above the temperature in the nozzle 3 , as well as the type of hardener 5 and whose concentration in the mixture is controllable. The fiber 2 thus experiences in the nozzle 3 sufficient wetting with the at least partially crosslinked resin such that a resin wetted fiber surface (not shown) is applied to the component during manufacture 9 is pressed.

Durch den Faservorschub 12 wird die Faser 2 in Richtung Düsenkopf 8 bewegt. Ein gegebenenfalls vorgesehenes Messer 11 kann zur Abtrennung der Endlosfaser 2 eingesetzt werden. Through the fiber feed 12 becomes the fiber 2 in the direction of the nozzle head 8th emotional. An optionally provided knife 11 can be used to separate the continuous fiber 2 be used.

Die Erfindung betrifft ein Bauteil sowie eine Vorrichtung zum 3-D-Drucken im Gelier-Verfahren. Das Bauteil ist ein faserverstärktes Bauteil, bei dem die Lage der Fasern mit der Bewegung der Düse bei der Herstellung des Bauteils korreliert. Dazu ist eine Vorrichtung zum 3-D-Drucken vorgesehen, die eine Düse mit einem Gelenk umfasst, wobei das Gelenk dazu dient, dass die Faser möglichst schonend auf das zu druckende Bauteil aufgedrückt wird. The invention relates to a component and a device for 3-D printing in the gelling process. The component is a fiber-reinforced component in which the position of the fibers correlates with the movement of the nozzle in the manufacture of the component. For this purpose, a device for 3-D printing is provided, which comprises a nozzle with a joint, wherein the joint serves to ensure that the fiber is pressed as gently as possible on the component to be printed.

Claims

Fiber-reinforced component which can be produced in 3-D printing by means of a gelling process, wherein the position of the fiber (s) in the component corresponds to the movement of a nozzle head in the gelling process.

Fiber-reinforced component according to claim 1, which is made of a fiber-reinforced plastic, in particular a fiber-reinforced thermosets.

Fiber-reinforced component according to one of claims 1 or 2, comprising a long fiber and / or continuous fiber.

A fiber reinforced member according to any one of the preceding claims comprising fibers selected from the group consisting of glass, basalt, boron, ceramic, carbon, steel, aramid, polyester, plexiglass, flax, hemp, wood - And / or sisal fibers, and any mixtures and combinations of these fibers, has.

Fiber-reinforced component according to one of the preceding claims, which is made of a plastic selected from the group of the following compounds: epoxy resin, polyester resin with corresponding hardener components, as well as any mixtures, copolymers and / or blends of these compounds. Fiber reinforced component according to one of preceding claims, wherein the reinforcing fiber is present in the component at least partially coated.

A fiber reinforced member according to any one of the preceding claims, wherein the coating of the reinforcing fiber comprises a component by which the epoxy resin or an epoxy resin mixture better adheres to the surface of the fiber.

Device for producing a component of a predetermined shape by means of 3-D printing in the gelling process, wherein at least one metering pump, a nozzle and a pressure bed are provided, characterized in that the nozzle has at least one further inlet or inlets through which a fiber, in particular an endless fiber, enters the nozzle and can be printed by the nozzle head.

Apparatus according to claim 8, comprising at least one metering pump, a nozzle and a pressure bed, wherein the nozzle has at least two inlets, a first inlet through which a fiber material passes into the interior of the nozzle and a second inlet through which a resin or a resin mixture into Inside the nozzle passes, so that when leaving the fiber from the nozzle head, the uncrosslinked or only partially crosslinked resin adheres to the fiber.

Apparatus according to claim 8 or 9, wherein the nozzle is followed by a laser is provided by the complete curing of the component takes place at the point of freshly applied by the gelling process and embedded in the not yet fully crosslinked resin fiber.

Device according to one of claims 8 to 10, wherein at least one joint is provided, through which the nozzle head is rotatable so that the fiber impinges when pressed onto the component at an angle not equal to 90 °.

Apparatus according to any one of claims 8 to 11, comprising a cutter blade integrated in the nozzle for cutting off the reinforcing fiber.

Device according to one of claims 8 to 12, in which means are provided for fiber feed in the nozzle.