DE102018009041A1 - Verfahren und reinigungsvorrichtung zur reinigung von dreidimensionalen objekten - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von dreidimensionalen Objekten (3) in einer Reinigungsvorrichtung (1) vorgesehen, welche durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Laufe eines Bauprozesses hergestellt worden sind, von umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial, bei welchema) ein Objekt (3) in einer um wenigstens eine Drehachse angetriebenen Spanneinrichtung der Reinigungsvorrichtung (1) gespannt und um die wenigstens eine Drehachse gedreht wird, und bei welchemb) das Objekt (3) zusätzlich durch mittels wenigstens eines mobilen Arms (10) einer Handhabungseinrichtung (12) der Reinigungsvorrichtung (1) geführte Werkzeugmittel von dem umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial gereinigt und/oder von an dem Objekt (3) im Laufe des Bauprozesses angeformten Stützstrukturen getrennt wird, wobeic) die Drehung der Spanneinrichtung um die wenigstens eine Drehachse und die Bewegung des mobilen Arms (10) der Handhabungseinrichtung (12) zur Reinigung des Objekts (3) und/oder zum Trennen des Objekts (3) von den Stützstrukturen mittels einer Steuereinrichtung parallel und koordiniert gesteuert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von dreidimensionalen Objekten in einer Reinigungsvorrichtung, welche durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Laufe eines Bauprozesses hergestellt worden sind, von umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial, gemäß Anspruch 1.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von dreidimensionalen Objekten, welche durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Laufe eines Bauprozesses hergestellt worden sind, von umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial, gemäß Anspruch 5.
  • Eine Reinigungsvorrichtung ist aus WO 2015/071184 A1 bekannt. Dort wird ein Wechselbehälter, in welchem das Objekt und eine Bauplattform für das Objekt untergebracht sind, an einer Drehvorrichtung angebracht und dann der Wechselbehälter um einen Winkel von mindestens 90° aus der aufrechten Position herausgedreht, damit unverfestigt gebliebenes Pulver aus dem Wechselbehälter herausrieseln kann. Zusätzlich ist vorgesehen, dass Vibrationen von außen auf den Wechselbehälter aufgebracht werden, um ein Ablösen von Pulver von dem Objekt zu unterstützen.
  • In der DE 20 2016 003 042 A1 wird ein direkt an einem Drehteller angebrachter pneumatischer Rüttler offenbart, welcher den Drehteller, auf welchem das Objekt gespannt ist, in Vibrationen versetzt, welche dann auf das Objekt übertragen werden.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Reinigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass eine effektivere Reinigung und Fertigstellung des Objekts zur Verfügung gestellt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das Herstellen des dreidimensionalen Objekts, wie beispielsweise eines Bauteils oder Modells erfolgt daher in einem Schichtbauverfahren mit Hilfe von Computerdaten, indem wiederholt dünne Schichten aus losem pulverförmigen Aufbaumaterial auf eine Bauplattform aufgetragen werden und jede einzelne Schicht selektiv zu einem Bauteil- oder Modellquerschnitt verfestigt wird. Die Verfestigung erfolgt beispielsweise chemisch, indem mit Drucktechnologie Tröpfchen aus Kleber selektiv auf festgelegte Bereiche der Schichten aus losem pulverförmigen Aufbaumaterial aufgebracht werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, loses pulverförmiges Aufbaumaterial selektiv mit energiereicher Strahlung zu verschmelzen oder zu versintern.
  • Die Reinigung des Objekts von losem, nicht verfestigtem pulverförmigem Aufbaumaterial in der Reinigungsvorrichtung kann das komplette Auspacken des Objekts und der Bauplattform aus dem Pulverkuchen losen Pulvers beinhalten oder aber lediglich ein Abreinigen von Resten von losem Pulver von dem Objekt und der Bauplattform, welches nach dem Auspacken noch an dem Objekt und an der Bauplattform anhaftet.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Reinigen von dreidimensionalen Objekten in einer Reinigungsvorrichtung vorgesehen, welche durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Laufe eines Bauprozesses hergestellt worden sind, von umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial, bei welchem
    • a) ein Objekt in einer um wenigstens eine Drehachse angetriebenen Spanneinrichtung der Reinigungsvorrichtung gespannt und um die wenigstens eine Drehachse gedreht wird, und bei welchem
    • b) das Objekt zusätzlich durch mittels wenigstens eines mobilen Arms einer Handhabungseinrichtung der Reinigungsvorrichtung geführte Werkzeugmittel von dem umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial gereinigt und/oder von an dem Objekt im Laufe des Bauprozesses angeformten Stützstrukturen getrennt wird, wobei
    • c) die Drehung der Spanneinrichtung um die wenigstens eine Drehachse und die Bewegung des mobilen Arms der Handhabungseinrichtung zur Reinigung des Objekts und/oder zum Trennen des Objekts von den Stützstrukturen mittels einer Steuereinrichtung parallel und koordiniert gesteuert werden.
  • Als Stützstrukturen werden hier Strukturen bezeichnet, welche an dem Objekt im Laufe des Bauprozesses aus Fertigungsgründen oder zur Versteifung während einstückig angeformt worden sind und welche beispielsweise dünne Streben oder Rippen beinhalten, welche Abschnitte des Objekts miteinander verbinden, aber an dem fertiggestellten Objekt keine Funktion mehr haben und deshalb entfernt werden müssen.
  • Parallele und koordinierte Steuerung der Drehung der Spanneinrichtung und der Bewegung des mobilen Arms der Handhabungseinrichtung durch die Steuereinrichtung bedeutet, dass eine räumliche Ausrichtung zwischen dem auf der Spanneinrichtung gespannten Objekt und der (gerade) von dem mobilen Arm geführten Werkzeugmittel derart stattfindet, dass die Werkzeugmittel das Objekt von dem Aufbaumaterial reinigen und/oder die Stützstrukturen von dem Objekt abtrennen können.
  • Vorzugsweise beinhalten die Werkzeugmittel Werkzeuge, welche von dem mobilen Arm der Handhabungseinrichtung bedarfsweise aufgenommen und/oder gewechselt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Spanneinrichtung wenigstens während der Drehung um die wenigstens eine Achse durch wenigstens einen Rüttler in Schwingungen versetzt.
  • Bevorzugt beinhaltet das Verfahren das Befreien des Objekts von den angeformten Stützstrukturen mittels eines Trennverfahrens, durch welches an wenigstens einer Trennstelle Material zwischen dem Objekt und der Stützstruktur entfernt wird.
  • Erfindungsgemäß ist auch eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von dreidimensionalen Objekten vorgesehen, welche durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Laufe eines Bauprozesses hergestellt worden sind, von umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial, wobei die Reinigungsvorrichtung wenigstens Folgendes beinhaltet:
    • a) eine um wenigstens eine Drehachse angetriebene Spanneinrichtung, in welcher ein Objekt spannbar und um die wenigstens eine Drehachse drehbar ist, und
    • b) einer Handhabungseinrichtung mit wenigstens einem mobilen Arm, welcher Werkzeugmittel führt, durch welche das in der Spanneinrichtung gespannte Objekt von dem umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial reinigbar und/oder von an dem Objekt im Laufe des Bauprozesses angeformten Stützstrukturen trennbar ist, wobei
    • c) eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Drehung der Spanneinrichtung um die wenigstens eine Drehachse und die Bewegung des mobilen Arms zur Reinigung des Objekts und/oder zum Trennen des Objekts von den Stützstrukturen parallel und koordiniert steuert.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Reinigungsvorrichtung ist die Spanneinrichtung um eine erste Drehachse und eine in Bezug auf die erste Drehachse senkrechte zweite Drehachse schwenkbar.
  • Die Reinigungsvorrichtung umfasst beispielsweise einen ersten Motor, welcher über wenigstens eine erste Antriebswelle einen Drehteller rotatorisch treibt, auf welchem das Objekt mittels der Spanneinrichtung lösbar spannbar ist, wobei der Drehteller in der Reinigungskammer angeordnet ist, in welcher die Reinigung des Objekts stattfindet. Wenigstens der Drehteller, der erste Motor, und die erste Antriebswelle sind an einem Dreharm mitdrehend gelagert, welcher durch einen zweiten Motor um die zweite Drehachse drehbar angetrieben ist, welche senkrecht in Bezug zur ersten Drehachse ist, um welche der Drehteller durch den ersten Motor drehbar angetrieben ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung ist der Drehteller durch den ersten Motor um die erste Drehachse in einem Winkelbereich von 0 Grad bis 360 Grad und der Dreharm durch den zweiten Motor in einem zweiten Winkelbereich von 0 Grad bis 360 Grad drehbar angetrieben. Bevorzugt werden jeweils mehrere Drehungen um die erste Drehachse und/oder die zweite Drehachse ausgeführt.
  • Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine einfache bauliche Möglichkeit, ein am Drehteller lösbar gespanntes Objekt um zwei Drehachsen (zwei Drehfreiheitsgrade) und in einem jeweils maximalen Winkelbereich zu drehen, um ein Ablösen von unverfestigt gebliebenem Aufbaumaterial von dem Objekt unterstützen.
  • Bevorzugt ist auch bei der Reinigungsvorrichtung vorgesehen, dass
    • a) die Spanneinrichtung innerhalb einer pulverdichten Reinigungskammer mit einer Wandung angeordnet ist, in welcher wenigstens eine Öffnung ausgebildet ist,
    • b) wenigstens ein durch die Steuereinrichtung steuerbarer Schott vorgesehen ist, welches zwischen einer die Öffnung in der Wandung der Reinigungskammer freigebende Position und einer die Öffnung verschließenden Position steuerbar ist.
  • Auch kann die Handhabungseinrichtung eine ortsfeste Basis aufweisen, an welcher der wenigstens eine mobile Arm beweglich antreibbar gelagert ist, wobei die Basis außerhalb der Reinigungskammer derart angeordnet ist, dass der wenigstens eine mobile Arm durch die Öffnung in der Wandung der Reinigungskammer hindurch die Werkzeugmittel zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung gespannten Objekt bringen kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, dass sie das Schott in die die Öffnung freigebende Position steuert, wenn der wenigstens eine mobile Arm die Werkzeugmittel zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung gespannten Objekt bringt und sie das Schott ansonsten in die die Öffnung verschließende Position steuert.
  • Beispielsweise kann zunächst in der Öffnung verschließenden Position des Schotts und bei folglich durch die elektronische Steuereinrichtung außerhalb der Reinigungskammer positioniertem mobilen Arm ein erster Teil des losen Aufbaumaterials alleine durch Drehen des Drehtellers um die wenigstens eine Drehachse und optional auch Aktivieren eines Rüttlers von dem Objekt angereinigt werden. Erst dann werden durch die elektronische Steuereinrichtung das Schott in die die Öffnung frei gebende Position gesteuert und der mobile Arm durch die Öffnung hindurch geführt, um das von ihm geführte Werkzeugmittel zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung gespannten Objekt zu bringen, um einen zweiten Teil des Aufbaumaterials von dem Objekt abzureinigen und/oder um die Stützstrukturen von dem Objekt abzutrennen. Durch diese Maßnahmen wird die Handhabungseinrichtung vor Verschmutzen durch das lose Aufbaumaterial weitgehend geschützt.
  • Die Werkzeugmittel können wenigstens Folgendes beinhalten:
    1. a) Mittel zum Trockeneisstrahlen des Objekts, und/oder
    2. b) Mittel zum Glasperlenstrahlen des Objekts, und/oder
    3. c) Mittel zum Entfernen des umgebendem Aufbaumaterials von dem Objekt durch Anströmen des Objekts mit einem Fluid, und/oder
    4. d) Mittel zum Abtrennen der wenigstens einen Stützstruktur von dem Objekt, beispielsweise einen Fräser oder eine Säge.
  • Bevorzugt wird die Handhabungseinrichtung durch einen Industrieroboter gebildet.
  • Zusammenfassend erfolgt die Reinigung erfolgt durch Rütteln und/oder Schwenken um beispielsweise zwei Drehachsen in einer geschlossen Reinigungskammer. Gegebenenfalls wird die Reinigungskammer schutzgasgeflutet und/oder mit Absaugung entstaubt. Nach dem (weitgehenden) Entpulvern des Objekts wird das gelöste Pulver aus der Reinigungskammer ausgeführt (vorzugsweise automatisch abgesaugt) und dem Materialkreislauf bzw. einer Materialaufbereitung (Sieb) zur wieder zugefügt. Wenn das Pulver aus der Reinigungskammer entfernt worden ist, wird das die Öffnung gasdicht/staubdicht verschließende Schott in die die Öffnung freigebende Position gesteuert und die Handhabungseinrichtung entfernt dann verbleibende Stützstrukturen beispielsweise mit einem Fräser oder einem Meiselwerkzeug. Dabei werden die Handhabungseinrichtung bzw. deren mobiler Arm und eine Dreh-Schwenkvorrichtung, welche die Spanneinrichtung verschwenkt koordiniert und parallel gesteuert, um das Objekt in Bezug zu dem von dem Arm geführten Werkzeugmittel optimal zu positionieren/bewegen. Die von dem Arm geführten Werkzeugmittel können insbesondere auch eine Reinigung und Oberflächenveredelung des Objekts durchführen wie beispielsweise Freiblasen/Glasperlstrahlen/Trockeneisstrahlen. Die Handhabungseinrichtung bzw. deren mobiler Arm kann das Objekt auch an weitere Bearbeitungsvorrichtungen übergeben z.B. an eine Sägeeinrichtung zum Abtrennen des Bauteils von der Bauplattform.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
  • Figurenliste
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
    • 1 eine Seitenansicht einer Reinigungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung mit einer Handhabungseinrichtung, welche sich im inaktiven Zustand befindet;
    • 2 die Reinigungsvorrichtung von 1 mit der Handhabungseinrichtung im aktiven Zustand;
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • 1 und 2 zeigen eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 1, durch welche unverfestigt gebliebenes pulverförmiges Aufbaumaterial von einem dreidimensionalen Objekt 3 gereinigt wird. Das Objekt 3, beispielsweise ein Bauteil oder ein Modell ist auf einer hier ebenfalls nicht gezeigten Bauplattform durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen des pulverförmigen Aufbaumaterials hergestellt worden. Im hier vorliegenden Fall wurde das selektive Verfestigen des pulverförmigen Aufbaumaterials mittels energiereicher Strahlung, hier insbesondere mittels einer Lasersinterung (Laserstrahlung) vorgenommen.
  • Die Reinigung soll hier lediglich das Entfernen von Restpulver betreffen, welches nach dem Auspacken des Objekts 3 aus dem Pulverkuchen noch anhaftet. Die Reinigungsvorrichtung 1 wird beispielsweise durch eine hier nicht gezeigte elektronische Steuereinrichtung in koordinierter Weise gesteuert, welche eine CPU beinhaltet, deren Betrieb durch ein Computerprogramm gesteuert wird.
  • Der Bauprozess und der Reinigungsprozess werden hier beispielsweise an voneinander getrennten Orten und in voneinander getrennten Vorrichtungen, nämlich in einer hier nicht gezeigten Schichtbauvorrichtung und der hier gezeigten Reinigungsvorrichtung 1 vollzogen.
  • Das Objekt 3 soll hier beispielsweise Stützstrukturen aufweisen, welche an dem Objekt im Laufe des Bauprozesses aus Fertigungsgründen oder zur Versteifung einstückig angeformt worden sind und welche beispielsweise dünne Streben oder Rippen beinhalten, die Abschnitte des Objekts miteinander verbinden, aber an dem fertiggestellten Objekt 3 keine Funktion mehr haben und deshalb beispielsweise hier in der Reinigungsvorrichtung 1 entfernt werden müssen.
  • Das Objekt ist während des Reinigungsprozesses in der Reinigungsvorrichtung 1 über hier nicht gezeigte Spanneinrichtung auf einem Drehteller 2 der Reinigungsvorrichtung 1 eingespannt. Die Reinigungsvorrichtung 1 umfasst eine durch eine Wandung begrenzte staubdichte Reinigungskammer 4, in welcher der Reinigungsprozess stattfindet und welche eine verschließbare erste Öffnung 6 zum Be- und Entladen des Objekts sowie eine zweite Öffnung 8 für einen mobilen Arm 10 einer Handhabungseinrichtung 12 aufweist.
  • Der Drehteller 2 ist hier beispielsweise um eine erste Drehachse mittels eines ersten Motors drehend antreibbar, insbesondere in einem Winkel von 0 bis 360 Grad, Weiterhin ist der Drehteller 2 an einem Dreharm 14 gelagert, der um eine zweite Drehachse mittels eines zweiten Motors drehbar ist, wobei die zweite Drehachse senkrecht zur ersten Drehachse ist.
  • Der Drehteller 2 wird durch den ersten Motor um die erste Drehachse beispielsweise in einem Winkelbereich von 0 Grad bis 360 Grad und der Dreharm 14 durch den zweiten Motor in einem zweiten Winkelbereich von beispielsweise 0 Grad bis 360 Grad drehbar angetrieben. Der erste Motor und der zweite Motor sind bevorzugt Servomotoren, welche von einer elektronischen Steuerung gesteuert werden, um gewünschte Drehlagen des Drehtellers 2 und damit des darauf gespannten Objekts 3 zu erzielen. Dadurch kann das auf dem Drehteller 3 gespannte Objekt 3 in eine Vielzahl von Positionen gedreht werden, was ein Lösen von losem, nicht verfestigtem pulverförmigen Aufbaumaterial durch die Reinigungsvorrichtung 1 fördert. Daneben umfasst die Reinigungsvorrichtung 1 beispielsweise eine hier nicht gezeigte Absaugvorrichtung zum Absaugen von gelöstem Pulvermaterial aus der Reinigungskammer 4.
  • Auf dem Drehteller 2 kann ein pneumatischer Rüttler als weiterer Teil der Reinigungsvorrichtung 1 angeordnet sein, welcher den Drehteller 2 und damit auch das darauf gespannte Objekt 3 in Vibrationen versetzt, um lose Pulverpartikel von dem Objekt 3 abzulösen. Die Steuerung des Rüttlers erfolgt wiederum durch die elektronische Steuereinrichtung der Reinigungsvorrichtung 1, durch welche der Rüttler bei Bedarf aktiviert wird.
  • Das Objekt 3 wird zusätzlich durch mittels des mobilen Arms 10 der hier beispielsweise als Industrieroboter ausgeführten Handhabungseinrichtung 12 geführter Werkzeuge von dem umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial gereinigt und von an dem Objekt 3 im Laufe des Bauprozesses angeformten Stützstrukturen getrennt. Vorzugsweise werden die Werkzeuge von dem mobilen Arm 10 der Handhabungseinrichtung 12 bedarfsweise aufgenommen und/oder gewechselt.
  • Die von dem mobilen Arm 10 geführten Werkzeuge können wenigstens Folgendes beinhalten:
    1. a) Mittel zum Trockeneisstrahlen des Objekts 3, und/oder
    2. b) Mittel zum Glasperlenstrahlen des Objekts 3, und/oder
    3. c) Mittel zum Entfernen des umgebendem Aufbaumaterials von dem Objekt durch Anströmen des Objekts 3 mit einem Fluid, und/oder
    4. d) Mittel zum Abtrennen der Stützstrukturen von dem Objekt 3, beispielsweise einen Fräser oder eine Säge.
  • Dabei werden die Drehung der Spanneinrichtung um die beiden Drehachsen und die Bewegung des mobilen Arms 10 der Handhabungseinrichtung 12 zur Reinigung des Objekts 3 und zum Trennen des Objekts 3 von den Stützstrukturen mittels der elektronischen Steuerung parallel und koordiniert gesteuert. Dabei wird der Drehteller 2 während der Drehung um die beiden Drehachsen bevorzugt durch den Rüttler in Schwingungen versetzt.
  • Parallele und koordinierte Steuerung der Drehung der Spanneinrichtung und der Bewegung des mobilen Arms 10 der Handhabungseinrichtung 12 durch die elektronische Steuerung bedeutet, dass eine räumliche Ausrichtung zwischen dem auf der Spanneinrichtung gespannten Objekt 3 und dem (gerade) von dem mobilen Arm 10 geführten Werkzeug derart stattfindet, dass das Werkzeug das Objekt 3 von dem Aufbaumaterial reinigen und/oder die Stützstrukturen von dem Objekt 3 abtrennen kann.
  • Weiterhin ist ein durch elektronische Steuereinrichtung steuerbares Schott 16 vorgesehen, welches zwischen einer die zweite Öffnung 8 in der Wandung der Reinigungskammer 4 freigebende Position und einer die zweite Öffnung 8 verschließenden Position steuerbar ist.
  • Die Handhabungseinrichtung 12 weist eine ortsfeste Basis 18 auf, an welcher mobile Arm 10 beweglich antreibbar gelagert ist, wobei die Basis 18 außerhalb der Reinigungskammer 4 derart angeordnet ist, dass der mobile Arm 10 durch die zweite Öffnung 8 in der Wandung der Reinigungskammer 4 hindurch das jeweils geführte Werkzeug zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung am Drehteller 2 gespannten Objekt 3 bringen kann.
  • Die elektronische Steuereinrichtung ist dabei ausgebildet, dass sie das Schott 16 lediglich dann in die die zweite Öffnung 8 freigebende Position steuert (2), wenn der mobile Arm 10 das jeweils geführte Werkzeug zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung gespannten Objekt 3 bringt und sie das Schott 16 ansonsten in die die zweite Öffnung 8 verschließende Position steuert (1).
  • Beispielsweise kann zunächst in der die zweite Öffnung 8 verschließenden Position des Schotts 16 und bei folglich durch die elektronische Steuerung außerhalb der Reinigungskammer 4 positioniertem Arm 10 ein erster Teil des losen Aufbaumaterials alleine durch Drehen des Drehtellers 2 um die beiden Drehachsen und Aktivieren des Rüttlers von dem Objekt 3 abgereinigt werden (1). Erst dann werden das Schott 16 durch die elektronische Steuerung in die die zweite Öffnung 8 frei gebende Position gesteuert und der mobile Arm 10 durch die zweite Öffnung 8 hindurch geführt, um das von ihm geführte Werkzeug zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung am Drehteller 2 gespannten Objekt 3 zu bringen, um einen zweiten Teil des Aufbaumaterials von dem Objekt 3 abzureinigen und/oder um die Stützstrukturen von dem Objekt 3 abzutrennen ( 2). Durch diese Maßnahmen wird die Handhabungseinrichtung 12 vor unnötigem Verschmutzen durch das lose Aufbaumaterial geschützt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Reinigungsvorrichtung
    2
    Drehteller
    3
    Objekt
    4
    Reinigungskammer
    6
    erste Öffnung
    8
    zweite Öffnung
    10
    mobiler Arm
    12
    Handhabungseinrichtung
    14
    Dreharm
    16
    Schott
    18
    Basis
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2015/071184 A1 [0003]
    • DE 202016003042 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Reinigen von dreidimensionalen Objekten (3) in einer Reinigungsvorrichtung (1), welche durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Laufe eines Bauprozesses hergestellt worden sind, von umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial, bei welchem a) ein Objekt (3) in einer um wenigstens eine Drehachse angetriebenen Spanneinrichtung der Reinigungsvorrichtung (1) gespannt und um die wenigstens eine Drehachse gedreht wird, und bei welchem b) das Objekt (3) zusätzlich durch mittels wenigstens eines mobilen Arms (10) einer Handhabungseinrichtung (12) der Reinigungsvorrichtung (1) geführte Werkzeugmittel von dem umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial gereinigt und/oder von an dem Objekt (3) im Laufe des Bauprozesses angeformten Stützstrukturen getrennt wird, wobei c) die Drehung der Spanneinrichtung um die wenigstens eine Drehachse und die Bewegung des mobilen Arms (10) der Handhabungseinrichtung (12) zur Reinigung des Objekts (3) und/oder zum Trennen des Objekts (3) von den Stützstrukturen mittels einer Steuereinrichtung parallel und koordiniert gesteuert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmittel Werkzeuge beinhalten, welche von dem mobilen Arm (10) der Handhabungseinrichtung (12) bedarfsweise aufgenommen und/oder gewechselt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung wenigstens während der Drehung um die wenigstens eine Achse durch wenigstens einen Rüttler in Schwingungen versetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befreien des Objekts (3) von den angeformten Stützstrukturen mittels eines Trennverfahrens erfolgt, durch welches an wenigstens einer Trennstelle Material zwischen dem Objekt (3) und der Stützstruktur entfernt wird.
  5. Reinigungsvorrichtung (1) zum Reinigen von dreidimensionalen Objekten (3), welche durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumaterials im Laufe eines Bauprozesses hergestellt worden sind, von umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial, welche wenigstens Folgendes beinhaltet: a) eine um wenigstens eine Drehachse angetriebene Spanneinrichtung, in welcher ein Objekt (3) spannbar und um die wenigstens eine Drehachse drehbar ist, und b) einer Handhabungseinrichtung (12) mit wenigstens einem mobilen Arm (10), welcher Werkzeugmittel führt, durch welche das in der Spanneinrichtung gespannte Objekt (3) von dem umgebendem, unverfestigt gebliebenem pulverförmigen Aufbaumaterial reinigbar und/oder von an dem Objekt im Laufe des Bauprozesses angeformten Stützstrukturen trennbar ist, wobei c) eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Drehung der Spanneinrichtung um die wenigstens eine Drehachse und die Bewegung des mobilen Arms (10) zur Reinigung des Objekts (3) und/oder zum Trennen des Objekts (3) von den Stützstrukturen parallel und koordiniert steuert.
  6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung um eine erste Drehachse und eine in Bezug auf die erste Drehachse senkrechte zweite Drehachse schwenkbar ist.
  7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Spanneinrichtung innerhalb einer pulverdichten Reinigungskammer (4) mit einer Wandung angeordnet ist, in welcher wenigstens eine Öffnung (8) ausgebildet ist, b) wenigstens ein durch die Steuereinrichtung steuerbares Schott (16) vorgesehen ist, welches zwischen einer die Öffnung (8) in der Wandung der Reinigungskammer (4) freigebende Position und einer die Öffnung (8) verschließenden Position steuerbar ist.
  8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (12) eine ortsfeste Basis (18) aufweist, an welcher der wenigstens eine mobile Arm (10) beweglich antreibbar gelagert ist, wobei die Basis (18) außerhalb der Reinigungskammer (4) derart angeordnet ist, dass der wenigstens eine mobile Arm (10) durch die Öffnung (8) in der Wandung der Reinigungskammer (4) hindurch die Werkzeugmittel zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung gespannten Objekt (3) bringen kann.
  9. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, dass sie das Schott (16) in die die Öffnung (8) freigebende Position steuert, wenn der wenigstens eine mobile Arm (10) die Werkzeugmittel zum Einsatz an dem in der Spanneinrichtung gespannten Objekt (3) bringt und sie das Schott (16) ansonsten in die die Öffnung (8) verschließende Position steuert.
  10. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmittel wenigstens Folgendes beinhalten: a) Mittel zum Trockeneisstrahlen des Objekts (3), und/oder b) Mittel zum Glasperlenstrahlen des Objekts (3), und/oder c) Mittel zum Entfernen des umgebendem Aufbaumaterials von dem Objekt durch Anströmen des Objekts (3) mit einem Fluid, und/oder d) Mittel zum Abtrennen der wenigstens einen Stützstruktur von dem Objekt (3).
  11. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (12) durch einen Industrieroboter gebildet wird.
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WO2015071184A1 (de) 2013-11-15 2015-05-21 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und verfahren zum schichtweisen herstellen eines dreidimensionalen objekts sowie zum auspacken des fertiggestellten objekts
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