DE102017202224A1 - Filament and head for 3D printing and 3D printing process - Google Patents

Filament and head for 3D printing and 3D printing process

Info

Publication number
DE102017202224A1
DE102017202224A1 DE102017202224.8A DE102017202224A DE102017202224A1 DE 102017202224 A1 DE102017202224 A1 DE 102017202224A1 DE 102017202224 A DE102017202224 A DE 102017202224A DE 102017202224 A1 DE102017202224 A1 DE 102017202224A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filament
3d
structure
wire
print head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017202224.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Björn Weigel
Boris Heberle
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.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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 ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102017202224.8A priority Critical patent/DE102017202224A1/en
Publication of DE102017202224A1 publication Critical patent/DE102017202224A1/en
Application status is Pending legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/188Processes of additive manufacturing involving additional operations performed on the added layers, e.g. smoothing, grinding or thickness control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • B29C64/209Heads; Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y70/00Materials specially adapted for additive manufacturing

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filament (1) für 3D-Druck bei dem ein 3D-druckbares Material (3) einen elektrisch leitfähigen Draht (2) umgibt. The invention relates to a filament (1) for 3D printing in which a 3D printable material (3) an electrically conductive wire (2) surrounding it. Sie betrifft auch einen Druckkopf (4) für einen 3D-Drucker mit einer Durchtrennvorrichtung (9) zum Durchtrennen eines solchen Filaments (1). It also relates to a print head (4) for a 3D printer with a cutting apparatus (9) for severing of such a filament (1). Sie betrifft auch ein 3D-Druckverfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur (5) mit mehreren Druckköpfen, bei dem ein erster der Druckköpfe mit einem solchen Filament (1) beschickt wird, während zumindest ein zweiter der Druckköpfe mit einem anderen Filament beschickt wird, und bei dem der erste Druckkopf (4) eine elektrische Leiterbahn der Struktur (5) druckt und zumindest der zweite Druckkopf einen weiteren Teil der Struktur (5) druckt, insbesondere den verbleibenden Teil der Struktur (5). It also relates to a 3D-printing method for generating a three-dimensional structure (5) having a plurality of print heads, in which a first of the print heads with such a filament (1) is charged, while at least a second of the print heads with a different filament is fed, and said first print head (4) prints an electrical trace of the structure (5) and at least the second print head prints another part of the structure (5), in particular the remaining part of the structure (5).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Filament für 3D-Druck sowie einen Druckkopf für einen 3D-Drucker und ein 3D-Druckverfahren. The invention relates to a filament for 3D printing and a printhead for a 3D printer and a 3D printing process.
  • Unter einer additiven Fertigung ist ein Prozess zu verstehen, bei dem auf der Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern von Material schichtweise eine dreidimensionale Struktur aufgebaut wird. Under an additive manufacturing is meant a process in which on the basis of digital 3D design data a three dimensional structure is built up by the deposition of material layers. Dies wird auch als dreidimensionaler Druck, kurz 3D-Druck, bezeichnet. This is called short 3D printing, also known as three-dimensional printing. Hierdurch sind konventionell nicht fertigbare dreidimensionale Strukturen herstellbar. In this way, not conventionally producible three-dimensional structures can be produced.
  • Ein 3D-Drucker bzw. ein Druckkopf hierfür ist aus der A 3D printer or a print head of this is from the DE 102014226425 A1 DE 102014226425 A1 bekannt. known.
  • Beim bekannten Freiraumverfahren FDM (Fused Deposition Modeling) wird ein Filament aus Kunststoff mittels einer beheizten Düse aufgeschmolzen und aus dem Schmelzstrang schichtweise das Bauteil aufgebaut. In the known clearance methods FDM (Fused Deposition Modeling), a filament is melted plastic by means of a heated nozzle and constructed in layers, the component from the melt strand. Aktuell ist es nicht möglich, durchgängige, niederohmige elektrische Leiterbahnen oder Litzen in das Bauteil per 3D-Druck einzuarbeiten. Currently it is not possible to incorporate integrated, low resistance electrical conductors or wires into the component 3D printed. Es sind zwar elektrisch leitfähige Filamente bekannt, mittels denen elektrisch leitfähige Strukturen im 3D-Druck erzeugbar sind. There are known electrically conductive filaments, by means of which electrically conductive structures in 3D printing can be produced. Dieses Filament und die daraus erzeugten Strukturen sind allerdings relativ hochohmig. This filament and the structures formed therefrom are, however, relatively high impedance. Somit können damit keine hohen elektrischen Leistungen übertragen werden. Thus, in order to transmit high electrical powers.
  • Elektrischen Leiterbahnen werden daher meist erst nachträglich in die fertig gedruckte Struktur eingefügt oder extern darauf verlegt. Electrical conductors are therefore usually added only later in the finished printed structure or relocated externally it. Zum Einfügen der elektrischen Leiterbahnen werden in der Struktur Hohlräume bereits beim Druck vorgesehen oder nachträglich eingearbeitet. To insert the electrical conductor tracks in the structure cavities are already provided in the printing or incorporated subsequently. Diese Vorgehensweise ist jedoch aufwändig und schöpft das Potential des 3D-Druckes nicht voll aus. However, this procedure is complex and exploits the potential of 3D printing from not full.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern. Object of the present invention is to improve the state of the art.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen angegebenen Gegenstände gelöst. This object is achieved by the features specified in the main claims items. Bevorzugte Ausführungsformen hiervon sind den Unteransprüchen entnehmbar. Preferred embodiments thereof are specified in the subclaims.
  • Demnach wird ein Filament für 3D-Druck vorgeschlagen. Thus, a filament for 3D printing is proposed. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass es einen von 3D-druckbarem Material umgebenen elektrisch leitfähigen Draht aufweist. This is characterized in that it comprises a space surrounded by 3D printable material electrically conductive wire. Der elektrisch leitfähige Draht bildet also den Kern des Filaments, während das 3D-druckbare Material die Hülle hierzu bildet. Thus, the electrically conductive wire forms the core of the filament, while the 3D printable material forming the shell thereto. Der Draht ist also in das 3D-druckbare Material eingebettet. The wire is so embedded in the 3D printable material. Ein solches Filament bildet das Ausgangsmaterial zu einem 3D-Druckvorgang. Such filament forms the starting material to a 3D printing.
  • Das 3D-druckbare Material des Filaments ist insbesondere durch einen gewöhnlichen Druckkopf eines 3D-Druckers aufschmelzbar oder anderweitig zu einer dreidimensionalen Struktur aufbringbar. The 3D printable material of the filament is melted in particular by a common printhead in a 3D printer, or otherwise be applied to a three-dimensional structure. Bei dem 3D-druckbaren Material kann es sich insbesondere um einen Thermoplasten handeln, wenn das Filament zum 3D-Druck im FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) eingesetzt werden soll. In the 3D printable material may be a thermoplastic, in particular, when the filament for 3D printing in FDM (Fused Deposition Modeling) to be used. Es kann jedoch auch aus einem anderen 3D-druckbaren Material bestehen, je nachdem, für welches 3D-Druckverfahren das Filament vorgesehen ist. However, it may also consist of another 3D printable material, depending on for which 3D printing process, the filament is provided.
  • Der elektrisch leitfähige Draht liegt insbesondere in Form eines Volldrahtes vor, also in Form einer einzigen Faser aus Vollmaterial. The electrically conductive wire is located in particular in the form of a solid wire, that is in the form of a single fiber of solid material. Oder er liegt in Form einer Litze vor, also in Form einer Vielzahl paralleler Fasern aus Vollmaterial. Or it is in the form of a strand, that is in the form of a plurality of parallel fibers made of solid material. Der Draht besteht insbesondere aus einem guten elektrischen Leiter, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium oder Silber (dies schließt entsprechende Legierungen hiervon ein). The wire consists in particular of a good electrical conductor, such as copper or aluminum or silver (including relevant alloys thereof). Litze hat den Vorteil, dass das Filament dadurch flexibler beim 3D-Druck ist. Strand has the advantage that the filament is thereby flexible in 3D printing. Jedoch besteht die Gefahr, dass sie ungewollt beim 3D-Druck ausfasert. However, there is a danger that they inadvertently unravel the 3D printing.
  • Bevorzugt liegt der Schmelzpunkt des Drahtes über demjenigen des 3D-druckbaren Materials. Preferably, the melting point of the wire is higher than that of the 3D printable material. Hierdurch wird verhindert, dass der Draht beim 3D-Druck im FDM-Verfahren statt des umgebenden Materials ungewollt aufschmilzt. This prevents the wire in 3D Printing in FDM instead of the surrounding material melts unintentionally. Insbesondere liegt der Schmelzpunkt des Drahtes daher deutlich über demjenigen des 3D-druckbaren Materials, beispielsweise >100°C. In particular, the melting point of the wire is therefore significantly higher than that of 3D printable material, for example> 100 ° C. Insbesondere liegt der Schmelzpunkt des Drahtes über der üblichen Arbeitstemperatur eines für den 3D-Druckes im FDM-Verfahren eingesetzten Druckkopfes. In particular, the melting point of the wire is above the normal operating temperature of a print head used for the 3D-pressure in the FDM process.
  • Bevorzugt erstreckt sich außerdem der Draht durchgängig entlang der gesamten Länge des Filaments. Preferably, moreover, the wire extends continuously along the entire length of the filament. Der Draht im unverarbeiteten Filament weist also keine Unterbrechungen auf, durch die seine elektrische Leitfähigkeit beeinträchtigt wäre. The wire in unprocessed filament thus has no interruptions through which would impair its electrical conductivity. Somit lassen sich damit besonders lange niederohmige elektrische Leiterbahnen in einer dreidimensionalen Struktur bilden. Thus, low resistance electrical conductor tracks can thus form a three-dimensional structure particularly long.
  • Bevorzugt ist das 3D-druckbare Material ein elektrischer Isolator. Preferably, the 3D printable material is an electrical insulator. Das Material kann insbesondere ein Polymer sein. The material may in particular be a polymer. Somit kann einfach während der Verarbeitung des Filaments im 3D-Druck eine isolierende Einbettung für den Draht in der gedruckten Struktur geschaffen werden. Thus, an insulating embedding the wire in the printed structure can easily be created during the processing of the filament in 3D printing.
  • Das Filament eignet sich besonders zur Herstellung von elektrischen Leiterbahnen im 3D-Druck innerhalb einer einzelnen Druckschicht der gedruckten Struktur. The filament is particularly suitable for the production of electrical traces in the 3D printing within a single printed layer of the printed structure. Um mehrere Druckschichten mit einer durchgehenden elektrischen Leiterbahn zu überwinden, ist es von Vorteil, wenn der zum Druck eingesetzte 3D-Drucker über mehrere (zumindest zwei) Druckköpfe verfügt. Several printed layers to overcome with a continuous electrically conductive path, it is advantageous if the pressure used for the 3D printer has multiple (at least two) has printheads. Einer der Druckköpfe dient dann zum Drucken des vorgeschlagenen leitfähigen Filaments innerhalb der Struktur, während der oder die anderen Druckköpfe zum Drucken der verbleibenden Struktur dienen. One of the print heads is then used for printing the proposed conductive filament within the structure, while the or the other print heads are used to print the remaining structure. Um eine durchgängige Leiterbahnen durch eine oder mehrere Druckschichten hindurchzuführen wird also mittels des oder der anderen Druckköpfe die Umgebung um die die Druckschicht durchdringende elektrische Leiterbahn bzw. den Draht herum gedruckt. A continuous conductor tracks by one or more printing layers pass therethrough, the environment is to be printed, the printing layer penetrates electric conductor or the wire around ie by means of the or the other printheads. Diese Vorgehensweise wird auch in dem unten nochmals erläuterten 3D-Druckverfahren vorgeschlagen. This procedure is also proposed in the further explained below 3D printing process.
  • Vorgeschlagen wird außerdem ein Druckkopf für einen 3D-Drucker. a print head for a 3D printer is also proposed. Dieser ist gekennzeichnet durch eine Durchtrennvorrichtung zum Durchtrennen des vorgeschlagenen Filaments mit dem in das 3D-druckbare Material eingebetteten Draht. This is characterized by a cutting apparatus for severing the filament with the proposed embedded in the 3D printable material wire. Dadurch dass die mechanischen Eigenschaften des Drahtes (insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Schmelzpunkt etc.) normalerweise deutlich verschieden sind zu denjenigen des 3D-druckbaren Materials ergibt sich nämlich das Problem, dass das Filament von einem gewöhnlichen Druckkopf für 3D-Druck nicht ohne weiteres durchtrennbar ist. Characterized that the mechanical properties of the wire (in particular in terms of strength, melting point, etc.) are normally significantly different to those of the 3D-printable material results namely the problem that the filament of a conventional printhead for 3D printing can be severed without further ado. Die spezielle Durchtrennvorrichtung, die zum Durchtrennen des im Filament eingebetteten Drahtes ausgeführt ist, löst dieses Problem. The dedicated separating device which is designed to cut through the embedded in the filament wire, solves this problem.
  • Bevorzugt ist die Durchtrennvorrichtung zum mechanischen oder thermischen Durchtrennen des Filaments ausgeführt. Preferably, the cutting apparatus for the mechanical or thermal cutting the filament is carried out. Insbesondere kann die Durchtrennvorrichtung also eine Vorrichtung zum Abscheren oder Durchkneifen oder Durchschneiden des Filaments mit dem Draht aufweisen oder eine Vorrichtung zum Druchbrennen (Schneidbrennen). In particular, the cutting apparatus can therefore comprise a device for shearing or by pinching or cutting of the filament to the wire or a device for Druchbrennen (flame cutting).
  • Bevorzugt weist der Druckkopf eine Aufschmelzvorrichtung zum Aufschmelzen des 3D-druckbaren Materials des Filaments auf. Preferably, the print head has a melting device for melting the 3D printable material of the filament. Dabei ist vorgesehen, dass die Durchtrennvorrichtung in Austrittsrichtung der Aufschmelzvorrichtung für das aufgeschmolzene 3D-druckbare Material liegt. It is provided that the cutting apparatus is located in the outlet direction of the reflow of the molten 3D printable material. Die Durchtrennvorrichtung liegt sozusagen dort, wo der Schmelzstrang des aufgeschmolzenen Filaments nach dem Aufschmelzen hinfließt, beispielsweise unterhalb der Aufschmelzvorrichtung. The cutting apparatus is so to say where the melt strand of the melted filament flowing forth after the melting, for example, below the reflow. Durch diese Maßnahme kann das (aufgeschmolzene) Filament sehr genau dort abgetrennt werden, wo eine durch den darin befindlichen Draht gebildete elektrische Leiterbahn enden soll. By this measure, the (molten) filament can be accurately separated where an electrical trace formed by the wire therein should end. Ein solcher Druckkopf dient also insbesondere für den 3D-Druck mit aufschmelzbarem Material, beispielsweise im FDM-Verfahren. So such a print head is used in particular for 3D printing with meltable material, for example in FDM.
  • Vorgeschlagen wird außerdem ein 3D-Druckverfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur. a 3D-printing method is also proposed to produce a three-dimensional structure. Das Druckverfahren läuft mit mehreren Druckköpfen ab. The printing process takes place with multiple printheads. Zumindest ein erster der Druckköpfe wird mit dem oben vorgeschlagenen Filament, aufweisend den Draht und das 3D-druckbarem Material, beschickt. At least a first of the print heads, comprising the wire and the 3D printable material charged with the above proposed filament. Dieser Druckkopf druckt also mit diesem elektrisch leifähigen Filament. So this print head prints with this electrically leifähigen filament. Dieser erste Druckkopf ist bevorzugt der oben vorgeschlagene Druckkopf mit der Durchtrennvorrichtung. This first print head is preferably the above proposed print head with the cutting apparatus. Zumindest ein zweiter der Druckköpfe wird mit einem anderen Filament beschickt, insbesondere einem Filament aus 3D-druckbarem Vollmaterial. At least a second of the print heads is charged with another filament, particularly a filament of 3D printable solid material. Dieser Druckkopf druckt dann also mit dem anderen Filament. This printhead then so will print with the other filament. Der erste Druckkopf wird nun dazu genutzt, um eine elektrische Leiterbahn der Struktur zu drucken. The first print head will be used in order to print an electrical trace of the structure. Zumindest der zweite Druckkopf druckt dann einen weiteren Teil der Struktur, insbesondere den verbleibenden Teil der Struktur. At least the second printhead then prints a further part of the structure, in particular the remaining part of the structure. Somit kann eine durchgängige, elektrische leitfähige Leiterbahn in der Struktur gebildet werden, die auch mehrere Druckschichten der Struktur durchdringen kann. Thus, a continuous, electrically conductive conductor track may be formed in the structure which can penetrate a plurality of printing layers of the structure.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. In the following the invention will be explained in more detail with reference to figures from which further embodiments and preferred features of the invention can be found. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung: These respectively in schematic representation:
    • 1 1 ein Filament für 3D-Druck, a filament for 3D printing,
    • 2 2 ein Druckkopf für 3D-Druck. a print head for 3D printing.
  • Das Filament the filament 1 1 gemäß according to 1 1 dient als Ausgangsmaterial zum 3D-Druck. serves as starting material for 3D printing. Es weist einen Kern aus einem elektrisch leitfähigen Draht It comprises a core of an electrically conductive wire 2 2 auf, sowie eine den Draht on, and a wire 2 2 umgebende Hülle aus 3D-druckbarem Material surrounding sheath from 3D printable material 3 3 , beispielsweise aus einem Thermoplast. , For example, from a thermoplastic. Das 3D-druckbare Material The 3D printable material 3 3 ist insbesondere ein elektrischer Isolator. is in particular an electrical insulator. Das Filament kann auf einer Rolle aufgewickelt sein. The filament may be wound on a roll. Der Draht The wire 2 2 weist einen deutlich höheren Schmelzpunkt auf, als das 3D-druckbare Material has a significantly higher melting point than the 3D printable material 3 3 . , Der Draht The wire 2 2 kann aus Vollmaterial, insbesondere Vollmetall, oder Litze, insbesondere Metalllitze, bestehen. may be made of solid material, in particular solid metal, or strand, in particular metal strand consist. Das Material des Drahtes The material of the wire 2 2 kann insbesondere Kupfer sein. may be particularly copper.
  • Der Druckkopf The printhead 4 4 gemäß according to 2 2 dient zum Durchführen eines 3D-Druckverfahrens, wie insbesondere dem FDM-Verfahren, also zur Herstellung einer dreidimensionalen Struktur is used for performing a 3D printing process, such as in particular the FDM, ie for producing a three-dimensional structure 5 5 . , Als Ausgangsmaterial für den 3D-Druck dient ein Filament As starting material for 3D printing is a filament 1 1 mit 3D-druckbarem Material. 3D printable material.
  • Die Struktur The structure 5 5 wird dadurch erzeugt, dass das Ausgangsmaterial additiv in mehreren Druckschichten durch den Druckkopf is generated by the fact that the starting material an additive in a plurality of printing layers by the pressure head 4 4 auf den Drucktisch on the printing table 6 6 bzw. das sich dort bereits befindende Material aufgetragen wird. or the already located there material is applied. Hierzu ist der Drucktisch For this purpose, the printing table 6 6 und/oder der Druckkopf and / or the print head 4 4 zur Seite und in der Höhe beweglich ausgeführt (siehe Pfeile am Drucktisch designed to be movable to the side and in height (see arrows on the printing table 6 6 ). ).
  • Der Druckkopf The printhead 4 4 verfügt über eine Aufschmelzvorrichtung has a melting device 7 7 zum Aufschmelzen des 3D-druckbaren Materials. for melting the 3D printable material. Wenn das Filament When the filament 1 1 gemäß according to 1 1 zum 3D-Druck genutzt wird, ist die Aufschmelzvorrichtung is used for 3D printing, the fuser 7 7 dazu eingerichtet, nur das 3D-druckbare Material configured to only the 3D printable material 3 3 des Filaments the filament 1 1 aufzuschmelzen, nicht jedoch den darin enthaltenen Draht melt, but not the wire contained therein 2 2 . , Der Draht The wire 2 2 dient dann insbesondere zur Erzeugung einer elektrischen Leiterbahn in der Struktur is then used in particular for producing an electrical conductor in the structure 5 5 . , Das Filament the filament 1 1 verlässt die Aufschmelzvorrichtung leaves the fuser 7 7 in Form eines fadenförmigen Schmelzstrangs, in dem das Material in the form of a thread-like strand melting, in which the material 3 3 aufgeschmolzen ist und (sofern vorhanden) der Draht is melted and (if present) of the wire 1 1 fest ist. is fixed.
  • Der Druckkopf verfügt außerdem über eine Fördervorrichtung The print head also has a conveyor 8 8th , um den Druckkopf mit dem Filament To the print head with the filament 1 1 zu beschicken, also um das Filament to feed, so to the filament 1 1 der Aufschmelzvorrichtung the fuser 7 7 zuzuführen. supply. Die Fördervorrichtung The conveyor device 8 8th kann beispielsweise Walzen oder Räder umfassen, welche das Filament may comprise, for example, rollers or wheels which the filament 1 1 zwischen diesen einklemmen und durch eine Drehbewegung (siehe Pfeile an der Fördervorrichtung pinch between them and (by rotational movement see arrows on the conveyor 8 8th ) fördern. ) Support.
  • Der Druckkopf The printhead 4 4 verfügt des Weiteren über eine Durchtrennvorrichtung has furthermore a cutting apparatus 9 9 zum Durchtrennen des von der Aufschmelzvorrichtung for cutting through the reflow apparatus by the 7 7 verflüssigten Filaments liquefied filament 1 1 . , Die Durchtrennvorrichtung The cutting apparatus 9 9 wird vorliegend beispielhaft durch zwei gegenüberliegende Schneiden gebildet, die zufahrbar ausgeführt sind. is formed in the present example by two opposing cutting edges which are designed zufahrbar. Die Durchtrennvorrichtung The cutting apparatus 9 9 ist so ausgeführt und im Druckkopf is constructed and in the print head 4 4 angeordnet, dass beim Zufahren der Schneiden sowohl das verflüssigte Material arranged that upon closing of the cutting both the liquefied material 3 3 , als auch der darin vorhandene Draht As well as the existing wire in it 2 2 durchtrennt werden. be severed. Die Durchtrennvorrichtung The cutting apparatus 9 9 liegt also in Austrittsrichtung der Aufschmelzvorrichtung So is the exit direction of the reflow 7 7 für das aufgeschmolzene Filament for the melted filament 1 1 . , Somit kann der Draht Thus, the wire 2 2 genau an der Stelle der Struktur at the exact spot of the structure 5 5 durchtrennt werden, wo die damit gebildete elektrische Leiterbahn der Struktur be cut, where the electrical conductor thus formed and the structure 5 5 enden soll. should end.
  • Es kann vorgesehen sein, dass mehrere solcher oder vergleichbarer Druckköpfe It can be provided that a number of such or similar printheads 4 4 in einem 3D-Drucker eingesetzt werden. be used in a 3D printer. Somit kann ohne Durchtrennung des Drahtes Thus, without severing the wire 2 2 eine unterbrechungsfreie elektrische Leiterbahn, die sich über mehrere Druckschichten erstreckt, in der Struktur an uninterrupted electric conductive path, which extends over a plurality of print layers in the structure 5 5 erzeugt werden. be generated. Hierzu wird einer der Druckköpfe For this purpose, one of the printheads 4 4 mit dem Filament with the filament 1 1 gemäß according to 1 1 zur Erzeugung der elektrischen Leiterbahn beschickt, während der oder die anderen Druckköpfe mit einem Filament aus reinem 3D-druckbaren Material beschickt werden. charged for producing the electrically conductive path, while the or the other print heads are fed by a filament made of pure 3D printable material. Der erstere Druckkopf The former head 4 4 erzeugt dann die elektrische Leiterbahn, während der oder die anderen Druckköpfe die restlichen Teile der Struktur then generates the electrical trace, while the or the other print heads, the remaining parts of the structure 5 5 erzeugen, also die um die elektrische Leiterbahn herumliegenden Teile der Struktur generate, so the lying around the electrical conductor parts of the structure 5 5 . ,
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    Filament filament
    2 2
    Draht wire
    3 3
    3D-druckbares Material 3D printable material
    4 4
    Druckkopf printhead
    5 5
    Struktur structure
    6 6
    Drucktisch printing table
    7 7
    Aufschmelzvorrichtung reflow
    8 8th
    Fördervorrichtung conveyor
    9 9
    Durchtrennvorrichtung By separating device
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • DE 102014226425 A1 [0003] DE 102014226425 A1 [0003]

Claims (9)

  1. Filament (1) für 3D-Druck, gekennzeichnet durch einen von 3D-druckbarem Material (3) umgebenen elektrisch leitfähigen Draht (2). Filament (1) for 3D printing, characterized by a 3D printable material (3) surrounded by electrically conductive wire (2).
  2. Filament (1) nach Filament (1) according to Anspruch 1 claim 1 , wobei der Draht (2) aus Volldraht oder als Litze ausgeführt ist. Wherein the wire (2) is made of solid wire or strand.
  3. Filament (1) nach Filament (1) according to Anspruch 1 claim 1 oder or 2 2 , wobei der Schmelzpunkt des Drahtes (2) über dem des 3D-druckbaren Materials (3) liegt. Wherein the melting point of the wire (2) above that of the 3D printable material (3).
  4. Filament (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Draht (2) durchgängig über die gesamte Länge des Filaments (1) erstreckt. Filament (1) according to one of the preceding claims, wherein the wire (2) extends continuously over the entire length of the filament (1).
  5. Filament (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das 3D-druckbare Material (3) ein elektrischer Isolator ist. Filament (1) according to one of the preceding claims, wherein the 3D printable material (3) is an electrical insulator.
  6. Druckkopf (4) für einen 3D-Drucker, gekennzeichnet durch eine Durchtrennvorrichtung (9) zum Durchtrennen eines Filaments (1) für 3D-Druck nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Print head (4) for a 3D printer, characterized by a cutting apparatus (9) for cutting a filament (1) for 3D-printing according to one of the preceding claims.
  7. Druckkopf (4) nach Print head (4) according to Anspruch 6 claim 6 , wobei die Durchtrennvorrichtung (9) zum mechanischen oder thermischen Durchtrennen des Filaments (1) ausgeführt ist. Wherein the cutting apparatus (9) for mechanical or thermal cutting of the filament (1) is executed.
  8. Druckkopf (4) nach Print head (4) according to Anspruch 6 claim 6 oder or 7 7 , mit einer Aufschmelzvorrichtung (7) zum Aufschmelzen des 3D-druckbaren Materials (3) des Filaments (1), wobei die Durchtrennvorrichtung (9) in Austrittsrichtung der Aufschmelzvorrichtung (7) für das aufgeschmolzene 3D-druckbare Material (3) liegt. With a melting device (7) for melting the 3D printable material (3) of the filament (1), wherein the cutting apparatus (9) is located in the outlet direction of the reflow apparatus (7) for the molten 3D printable material (3).
  9. 3D-Druckverfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur (5) mit mehreren Druckköpfen, wobei ein erster der Druckköpfe, insbesondere ein Druckkopf (4) nach einem der 3D printing method for generating a three-dimensional structure (5) having a plurality of print heads, a first one of the printheads, particularly a printhead (4) according to one of Ansprüche 6 6 claims bis to 8 8th , mit einem Filament (1) gemäß einem der , With a filament (1) of any of Ansprüche 1 claims 1 bis to 5 5 beschickt wird, während zumindest ein zweiter der Druckköpfe mit einem anderen Filament beschickt wird, wobei der erste Druckkopf (4) eine elektrische Leiterbahn der Struktur (5) druckt und zumindest der zweite Druckkopf einen weiteren Teil der Struktur (5) druckt, insbesondere den verbleibenden Teil der Struktur (5). is charged, while at least a second of the printheads is charged with another filament, wherein the first print head (4) prints an electrical trace of the structure (5) and at least the second print head prints another part of the structure (5), in particular the remaining part of the structure (5).
DE102017202224.8A 2017-02-13 2017-02-13 Filament and head for 3D printing and 3D printing process Pending DE102017202224A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017202224.8A DE102017202224A1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Filament and head for 3D printing and 3D printing process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017202224.8A DE102017202224A1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Filament and head for 3D printing and 3D printing process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017202224A1 true DE102017202224A1 (en) 2018-08-16

Family

ID=62982536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017202224.8A Pending DE102017202224A1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Filament and head for 3D printing and 3D printing process

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017202224A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140291886A1 (en) 2013-03-22 2014-10-02 Gregory Thomas Mark Three dimensional printing
WO2016149181A1 (en) 2015-03-19 2016-09-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Structurally integrating metal objects into additive manufactured structures

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140291886A1 (en) 2013-03-22 2014-10-02 Gregory Thomas Mark Three dimensional printing
WO2016149181A1 (en) 2015-03-19 2016-09-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Structurally integrating metal objects into additive manufactured structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60316956T2 (en) Separable more body composite cable
DE60024571T2 (en) Manufacturing method of a data cable with a low crosstalk
DE4310288B4 (en) surface mount resistor
DE3124863C2 (en)
EP1835786B1 (en) Planar heating element and process for manufacturing a planar heating element
EP1722614B1 (en) Wiring board and method of manufacturing the same
DE60010294T2 (en) A method and apparatus for producing plastic film
EP0951132A2 (en) Winding bar for high voltage electric electric machines and method for manufacturing such a winding bar
DE10358686B4 (en) Crimpkontaktelement
EP1617537B1 (en) Cable end
DE10392260T5 (en) of the same foamed coaxial cable with high precision and process for preparing
DE10143919B4 (en) By electricity-conducting paste and method of manufacturing a multilayer ceramic electronic component using this paste
DE10036062A1 (en) Coil resin molding method for microwave oven transformer, involves injecting resin into metallic mold after inserting assistant tool along with coil into cavity so as to form resin coating on coil
DE10331710A1 (en) cable
EP0046936A2 (en) Welding form provided with a coil
DE2809461C2 (en)
DE4340425A1 (en) High impedance cable with strippable insulation - uses several parallel conductors in plane, with two separate insulating layers and screen between
DE4427282C2 (en) A process for producing a coaxial high-frequency cable
DE102007050009A1 (en) Lightning protection for wind turbines
DE112011100481T5 (en) Soft dilute copper alloy material, wire made of soft dilute copper alloy sheet of soft dilute copper alloy stranded wire of soft dilute copper alloy, and a utilizing same cable, coaxial cable and composite cable
EP2096645B1 (en) Electrical conductor
DE102006031839B4 (en) Electrical contact element
DE3602966A1 (en) A process for preparing a flexible electrical circuit
DE3929287C2 (en)
DE102008019968A1 (en) Data transmission cable and method for producing a data transmission cable

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified