DE102018108484A1 - Method for coating a construction space in a 3D printing process by means of a coater unit and such a coater unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess mittels einer Beschichtereinheit (10) sowie eine solche Beschichtereinheit (10).
Es ist vorgesehen, dass ein Verfahren zum Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Bereitstellen von einem Ausgangsmaterial (22) in wenigstens einem Vorratsbehälter (14) von einer Beschichtereinheit (10), Einstellen einer ersten Öffnung (24) in dem Vorratsbehälter (14) mittels einem ersten verstellbaren Verschließelement (26), Bewegen der Beschichtereinheit (10) in eine erste Bewegungsrichtung über den Bauraum des zu fertigenden Bauteils (36) und Auslassen des Ausgangsmaterials (22) aus dem Vorratsbehälter (14). Gleichzeitig wird wenigstens eine erste Transportvorrichtung (12) gestartet, welche unterhalb des Vorratsbehälters (14) vorgesehen ist, wobei die erste Transportvorrichtung (12) ausgelegt ist, das ausgelassene Ausgangsmaterial (22) an der ersten Öffnung (24) aufzunehmen und zu einem ersten Bereich, welcher von der ersten Öffnung (24) beabstandet ist, zu transportieren, sodass am Ende der ersten Transportvorrichtung (12) das Ausgangsmaterial (22) berührungslos in den Bauraum beschichtet wird.

Figure DE102018108484A1_0000
The invention relates to a method for coating a construction space in a 3D printing process by means of a coater unit (10) and such a coater unit (10).
It is envisaged that a method for coating a construction space in a 3D printing process is provided. The method comprises the following steps: providing a starting material (22) in at least one storage container (14) from a coater unit (10), setting a first opening (24) in the storage container (14) by means of a first adjustable closing element (26) , Moving the coater unit (10) in a first direction of movement over the space of the component to be manufactured (36) and discharging the starting material (22) from the reservoir (14). At the same time, at least one first transport device (12) is provided, which is provided below the storage container (14), wherein the first transport device (12) is adapted to receive the discharged starting material (22) at the first opening (24) and to a first region , which is spaced from the first opening (24) to transport, so that at the end of the first transport device (12) the starting material (22) is coated contactlessly in the installation space.
Figure DE102018108484A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess mittels einer Beschichtereinheit sowie eine solche Beschichtereinheit.The invention relates to a method for coating a construction space in a 3D printing process by means of a coater unit and such a coater unit.

In 3D-Druckprozessen, beispielsweise beim 3D-Druck von Sandkernen, besteht unter anderem das Ziel gleichmäßige Schichten zu erzeugen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn eine Hohe Anzahl von Schichten, etwa bis zu 1.000 Schichten, übereinandergelegt werden sollen. In diesem Zusammenhang spielt die Oberflächenrauheit für das spätere Druckergebnis eine wesentliche Rolle. Bei vielen 3D-Druckprozessen wird zum Glattstreichen der Schichten eine Rakel direkt auf dem Pulverbett beziehungsweise Sandbett eingesetzt. Dies kann dazu führen, dass das Bauteil, welches direkt unterhalb der letzten Schicht generiert wurde, mitgezogen werden kann. Zudem kann dabei die Verfahrgeschwindigkeit durch entstehende Querkräfte beim Beschichtervorgang begrenzt werden. Ein anderes mit dem Beschichtungsschritt zusammenhängendes Problem ist das Folgende. In einem 3D-Druckprozess kann beispielsweise vorgesehen sein, in einem ersten Schritt Sand in einem Bauraum aufzutragen und anschließend in einem zweiten Schritt diesen dann mittels einer Druckeinheit, welche anschließend über diesen Bauraum fährt, zu verfestigen. Dieser Druckschritt kann mittels einem flüssigen Kleber vollzogen werden. Der Nachteil an so einem Prozess liegt darin, dass zwei Schritte nötig sind. Es kann somit nicht kontinuierlich beschichtet werden. Ein Beschichter läuft dementsprechend über die zu fertigende Ebene in einem ersten Schritt, um eine Schicht zu generieren, und läuft anschließend ohne einen Beschichtungsschritt zurück. Erst dann kann die Druckeinheit aktiviert werden, um den Druckschritt durchzuführen. Die beiden zuvor genannten Aspekte beeinflussen jeder für sich die Effizienz von solchen Verfahren und schlagen sich somit in der Kostenstruktur nieder.In 3D printing processes, for example, the 3D printing of sand cores, among other things the goal is to produce even layers. This is particularly important when a high number of layers, such as up to 1,000 layers, to be superimposed. In this context, the surface roughness plays an essential role for the subsequent printing result. Many 3D printing processes use a squeegee directly on the powder bed or sand bed to smooth out the layers. This can lead to the component, which was generated directly below the last layer, being able to be pulled along. In addition, the traversing speed can be limited by the resulting transverse forces during the coating process. Another problem associated with the coating step is the following. In a 3D printing process, provision may be made, for example, for sand to be applied in a construction space in a first step and then then consolidated in a second step by means of a printing unit, which subsequently travels over this construction space. This printing step can be accomplished by means of a liquid adhesive. The downside to such a process is that two steps are needed. It therefore can not be coated continuously. Accordingly, a coater traverses the plane to be manufactured in a first step to generate a layer and then travels back without a coating step. Only then can the printing unit be activated to perform the printing step. The two aspects mentioned above each influence the efficiency of such processes individually and are therefore reflected in the cost structure.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Lösungswege bereits als bekannt zu entnehmen.From the prior art a variety of approaches are already known to take.

So offenbart die Druckschrift DE 10 2014 112 447 A1 etwa einen 3D-Drucker, eine 3D-Druckeranordnung und ein generatives Fertigungsverfahren. Dabei werden in zwei nebeneinander vorgesehenen Bereichen, parallel mittels zweier dafür geeigneter Vorrichtungen, Bauteile gedruckt. Eine Beschichteranordnung ist zudem dazu ausgelegt, die beiden Bereiche zu versorgen, wobei je Bereich ein separater Beschichter vorgesehen wird. Die Beschichter sind dabei jeweils im direkten Kontakt mit den jeweiligen Bauräumen. Ein berührungsloses Beschichten ist demnach nicht vorgesehen. Die Beschichter können dabei bidirektional eingesetzt werden.Thus, the document discloses DE 10 2014 112 447 A1 such as a 3D printer, a 3D printer assembly, and a generative manufacturing process. In this case, components are printed in two adjacent areas, parallel by means of two suitable devices. A coater arrangement is also designed to supply the two areas, with a separate coater being provided for each area. The coaters are each in direct contact with the respective installation space. A contactless coating is therefore not provided. The coaters can be used bidirectionally.

Aus der WO 2016/ 030 391 A1 ist eine Beschichteranordnung für einen 3D-Drucker als bekannt zu entnehmen. Auch hier wird eine Beschichtung direkt auf die Bauebene vorgenommen. Eine Schließvorrichtung ist an der Öffnung vorgesehen, wodurch das Ausgeben des partikelförmigen Baumaterials selektiv verschließbar gemacht wird. Zudem ist ein Streichelement vorgesehen, um die Menge, welche direkt auf die Bauebene aufgeschichtet werden soll, zu nivellieren. Auch kann gleichzeitig ein Druckkopf vorgesehen sein, um die aufgetragene Schicht zu verfestigen. Ein berührungsloser Auftrag auf die Bauebene ist nicht vorgesehen.WO 2016/030 391 A1 discloses a coater arrangement for a 3D printer as known. Again, a coating is made directly on the construction level. A closing device is provided at the opening, whereby the dispensing of the particulate building material is made selectively closable. In addition, a coating element is provided to level the amount to be stacked directly on the building level. Also, a printhead may be provided simultaneously to solidify the applied layer. A contactless job on the building level is not provided.

Aus der WO 2017/ 152 897 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen als bekannt zu entnehmen. Dabei sind mehrere Baufeldwerkzeuge verfahrbar angeordnet. Zudem ist wenigstens eine Schichteinheit verfahrbar angeordnet. Ein berührungsloser Auftrag auf die Bauebene ist auch hier nicht vorgesehen.WO 2017/152 897 A1 discloses a method and a device for producing 3D molded parts as known. Several construction tools are arranged movable. In addition, at least one layer unit is arranged to be movable. A contactless job on the construction level is not provided here.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess mittels einer Beschichtereinheit sowie eine solche Beschichtereinheit bereitzustellen, welche eine verbesserte Effizienz und somit eine kostengünstige Produktion unterstützen.The invention is based on the object of providing a method for coating a construction space in a 3D printing process by means of a coater unit and such a coater unit, which support improved efficiency and thus cost-effective production.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verfahren zum Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess bereitgestellt wird. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen von einem Ausgangsmaterial in wenigstens einem Vorratsbehälter von einer Beschichtereinheit, Einstellen einer ersten Öffnung in dem Vorratsbehälter mittels einem ersten verstellbaren Verschließelement, Bewegen der Beschichtereinheit in eine erste Bewegungsrichtung über den Bauraum des zu fertigenden Bauteils und Auslassen des Ausgangsmaterials aus dem Vorratsbehälter, wobei gleichzeitig wenigstens eine erste Transportvorrichtung, welche unterhalb des Vorratsbehälters vorgesehen ist, gestartet wird, wobei die erste Transportvorrichtung ausgelegt ist, das ausgelassene Ausgangsmaterial an der ersten Öffnung aufzunehmen und zu einem ersten Bereich, welcher von der ersten Öffnung beabstandet ist, zu transportieren, sodass am Ende der ersten Transportvorrichtung das Ausgangsmaterial berührungslos in den Bauraum beschichtet wird.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a method for coating a construction space in a 3D printing process is provided. The method comprises the following steps: providing a starting material in at least one storage container of a coater unit, setting a first opening in the storage container by means of a first adjustable closing element, moving the coater unit in a first direction of movement over the installation space of the component to be manufactured and discharging the starting material from the reservoir, wherein at least one first transport device provided below the reservoir is simultaneously started, the first transport device being configured to receive the discharged starting material at the first port and to a first region which is spaced from the first port, to transport, so that at the end of the first transport device, the starting material is coated without contact in the space.

Somit ist es möglich, das Ausgangsmaterial gleichmäßig auf den Bauraum aufzutragen, ohne dass dabei eine Berührung des Bauraums beispielsweise durch das Verschließelement nötig ist. Es ist somit ein berührungsloses, gleichmäßiges Beschichten und somit eine Steigerung der Beschichtungsgeschwindigkeit möglich. Dies ist dabei für alle pulver-/sandbasierenden 3D-Druckverfahren anwendbar. Beispielsweise wird Sand in dem Vorratsbehälter beziehungsweise in dem Behälter gespeichert und durch die Transportvorrichtung auf den Bauraum gleichmäßig aufgetragen. Dabei wird bereits zuvor die Schichthöhe und Rauigkeit durch das verstellbare Verschließelement sichergestellt. Mit diesem Konzept kann ein Glattstreichen indirekt über das integrierte Verschließelement am Vorratsbehälterausgang, also an der Öffnung, bewerkstelligt werden. Eine exakte Menge von Ausgangsmaterial kann so über die Transportvorrichtung abgetragen werden. Das verstellbare Verschließelement wirkt somit indirekt auf die Oberflächenqualität ein, sodass ein berührungsloses Beschichten beziehungsweise Streuen des Ausgangsmaterials auf den Bauraum ermöglicht wird. Die Verstellbarkeit kann sich auf eine Höhenverstellbarkeit beziehen. Das Verschließelement kann beispielsweise in zwei Führungsleisten geführt werden und kann in einer gewünschten Höhe beispielsweise verschraubt, geklemmt oder fixiert werden. Dies kann beispielsweise über Langlöcher an dem Vorratsbehälter vorgesehen werden. Das Verschließelement überträgt somit keine Kräfte, anders als bei anderen 3D-Druckverfahren, auf ein Baubett und ein darin sich befindliches Bauteil. Das Verschließelement wirkt, anders als bei anderen bisher bekannten Konzepten, nicht direkt auf das Bauteil ein. Das Bauteil kann nicht abgezogen beziehungsweise verschoben werden. Es ist somit ein besonders effizientes Verfahren aufgrund der höheren Prozessgeschwindigkeit beziehungsweise Verfahrgeschwindigkeit möglich. Dadurch, dass ohne ein direktes Verschließelement, wie bei konventionellen Anlagen, gefahren wird, kann das zu generierende Bauteil nicht durch eine direkte Berührung beziehungsweise durch einen direkten Kontakt zerstört werden. Es lässt sich somit die Prozesssicherheit und die Geschwindigkeit steigern.Thus, it is possible to apply the starting material uniformly to the installation space, without requiring a contact of the installation space, for example, by the closing element is necessary. It is thus a non-contact, uniform Coating and thus an increase in the coating speed possible. This is applicable for all powder / sand-based 3D printing processes. For example, sand is stored in the reservoir or in the container and applied evenly by the transport device to the space. Here, the layer height and roughness is already ensured by the adjustable closing element. With this concept, smoothing can be achieved indirectly via the integrated closing element at the reservoir outlet, ie at the opening. An exact amount of starting material can thus be removed via the transport device. The adjustable closing element thus acts indirectly on the surface quality, so that a contactless coating or scattering of the starting material is made possible on the space. The adjustability may relate to a height adjustment. The closing element can be guided, for example, in two guide rails and can be screwed, clamped or fixed in a desired height, for example. This can be provided for example via slots on the reservoir. The closing element thus transfers no forces, unlike other 3D printing methods, to a construction bed and a component located therein. The closing element, unlike other previously known concepts, does not act directly on the component. The component can not be removed or moved. It is thus possible a particularly efficient method due to the higher process speed or travel speed. The fact that without a direct closing element, as in conventional systems, driven, the component to be generated can not be destroyed by a direct contact or by a direct contact. Thus, process reliability and speed can be increased.

Wesentlich ist auch, dass der Transport der Schicht des Ausgangsmaterials über das Bewegen des Fördergurtes und Auslassen der Schicht über den Bauraum, bei paralleler Überfahrt und entgegengesetzter Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit zum Fördergurt erfolgt. Die Bewegungsrichtungen sind umgekehrt, die Geschwindigkeit ist dabei gleich. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, da dadurch die Relativgeschwindigkeit des Ausgangsmaterials auf dem Förderband null entspricht und somit mit v = 0 vom Förderband auf den Bauraum fällt. It is also essential that the transport of the layer of the starting material via the movement of the conveyor belt and the omission of the layer over the space, in parallel crossing and opposite direction of movement of the coater unit to the conveyor belt. The directions of movement are reversed, the speed is the same. This is of essential importance since the relative speed of the starting material on the conveyor belt thereby corresponds to zero and thus drops from the conveyor belt to the installation space with v = 0.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beschichtereinheit ausgelegt ist, wenigstens eine Druckeinheit zu umfassen, wobei zusätzlich ein Druckschritt vorgesehen wird. Somit können mittels nur einer Baueinheit unterschiedliche Verfahrensschritte durchgeführt werden, sodass ein effizientes Verfahren ermöglicht wird.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the coater unit is designed to comprise at least one printing unit, wherein additionally a printing step is provided. Thus, different process steps can be performed by means of only one unit, so that an efficient method is made possible.

Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine zweite Öffnung, welche in dem wenigstens einem Vorratsbehälter gegenüber der ersten Öffnung angeordnet ist, mittels einem zweiten verstellbaren Verschließelement eingestellt wird, die Beschichtereinheit in eine zweite Bewegungsrichtung über einen Bauraum des zu fertigenden Bauteils bewegt wird, Ausgangsmaterial aus dem Vorratsbehälter aus der zweiten Öffnung ausgelassen wird, wobei gleichzeitig wenigstens eine zweite Transportvorrichtung, welche unterhalb des Vorratsbehälters auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Transportvorrichtung vorgesehen ist, gestartet wird, wobei die zweite Transportvorrichtung ausgelegt ist, das ausgelassene Ausgangsmaterial an der zweiten Öffnung aufzunehmen und zu einem zweiten Bereich, welcher von der zweiten Öffnung beabstandet ist, zu transportieren, sodass am Ende der zweiten Transportvorrichtung das Ausgangsmaterial berührungslos in dem Bauraum beschichtet wird. Auf diese Weise kann von beiden Seiten links und rechts ein durchgängiges Drucken und Beschichten stattfinden. Somit kann eine Zeitersparnis und somit ein besonders effizientes Verfahren erreicht werden. Es kann somit von beiden Seiten aus beschichtet werden. Die Druckeinheit befindet sich beispielsweise in der Mitte und links und rechts davon jeweils eine Transportvorrichtung. Wenn die Druckeinheit nach links verfährt und druckt, läuft die rechte Seite der Beschichtereinheit und trägt eine Schicht auf, die linke Seite der Beschichtereinheit in Form der Transportvorrichtung bleibt stehen, bis die Druckeinheit einen Richtungswechsel absolviert und nach rechts druckt. Somit wird durchgehend beschichtet und gedruckt. Die Beschichtereinheit ist somit im Grunde genommen zweiteilig und könnte auch als eine Einheit von zwei Beschichtereinheiten aufgefasst werden. Anstatt eines Beschichtvorgangs ist somit ein kontinuierliches Beschichten und Drucken möglich. Dadurch wird ein berührungsloses, gleichmäßiges, kontinuierliches Beschichten ohne Wartezeit ermöglicht. Beispielsweise wird der 3D-Druck im Bereich Pulverdrucken somit deutlich schneller und sicherer. Dadurch, dass ohne ein direktes Verschließelement wie bei konventionellen Anlagen gefahren wird, kann das zu generierende Bauteil nicht durch eine direkte Berührung beziehungsweise durch einen direkten Kontakt zerstört werden. Es lässt sich somit die Prozesssicherheit und die Geschwindigkeit steigern.Furthermore, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a second opening, which is arranged in the at least one storage container relative to the first opening, is adjusted by means of a second adjustable closing element, the coater unit in a second direction of movement over a construction space of the component to be manufactured Starting material is discharged from the reservoir from the second opening, at the same time at least one second transport device, which is provided below the reservoir on the opposite side of the first transport device, is started, wherein the second transport device is adapted to the discharged starting material at the receive second opening and to a second region, which is spaced from the second opening to transport, so that at the end of the second transport device, the starting material without contact in the space is coated. In this way, a continuous printing and coating can take place from both sides left and right. Thus, a time saving and thus a particularly efficient method can be achieved. It can therefore be coated from both sides. The printing unit is located, for example in the middle and left and right of each one a transport device. When the printing unit moves to the left and prints, the right side of the coater unit runs and applies a layer, the left side of the coater unit in the form of the transport device stops until the printing unit completes a direction change and prints to the right. Thus, it is continuously coated and printed. The coater unit is thus basically two-part and could also be considered as a unit of two coater units. Instead of a coating process, continuous coating and printing is thus possible. This allows non-contact, uniform, continuous coating without waiting time. For example, 3D printing in the field of powder printing is thus much faster and safer. The fact that is driven without a direct closing element as in conventional systems, the component to be generated can not be destroyed by a direct contact or by a direct contact. Thus, process reliability and speed can be increased.

Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in Abhängigkeit der jeweiligen Bewegungsrichtung nur eine Transportvorrichtung aktiviert wird und dass gleichzeitig zum jeweiligen Beschichten mittels der aktivierten Transportvorrichtung die wenigstens eine Druckeinrichtung aktiviert wird oder aktivierbar ist, sodass gleichzeitig ein Druckschritt und davon beabstandet ein Beschichtungsschritt durchgeführt werden kann, welcher in Bewegungsrichtung hinter dem Druckschritt durchgeführt wird. Auf diese Weise ist ein besonders effizientes Verfahren möglich.It is also provided in a further preferred embodiment of the invention that only one function of the respective direction of movement Transport device is activated and that at the same time for the respective coating by means of the activated transport device, the at least one printing device is activated or activated so that at the same time a printing step and spaced from a coating step can be performed, which is performed in the direction of movement behind the printing step. In this way, a particularly efficient method is possible.

Es ist zudem in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine Geschwindigkeit der jeweiligen Transportvorrichtung in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit einer jeweiligen Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit eingestellt wird. Somit kann ein gleichmäßiges Beschichten besonders gut realisiert werden und somit ein besonders effizientes Verfahren bereitgestellt werden.It is also provided in a further preferred embodiment of the invention that a speed of the respective transport device is set as a function of a speed of a respective direction of movement of the coater unit. Thus, uniform coating can be realized particularly well and thus a particularly efficient process can be provided.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Öffnung, welche sich an einer Seite von einer inaktiven Transportvorrichtung befindet, mit einem Dichtungselement verschlossen wird. Somit wird ein nicht gewolltes Auslassen des Ausgangsmaterials wirkungsvoll verhindert.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a respective opening, which is located on one side of an inactive transport device, is closed with a sealing element. Thus, unwanted discharge of the raw material is effectively prevented.

Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Verschließelemente in Form von Rakeln vorgesehen werden und dass die jeweiligen Transportvorrichtungen Förderbandsysteme sind. Schichthöhe und Rauigkeit können somit zuverlässig durch die Rakeln sichergestellt werden, sodass ein besonders effizientes Verfahren bereitgestellt wird. Die Rakeln können beispielsweise die Form eines geraden Bleches aufweisen.It is also provided in a further preferred embodiment of the invention that the respective closing elements are provided in the form of doctor blades and that the respective transport devices are conveyor belt systems. Layer height and roughness can thus be ensured reliably by the doctor blades, so that a particularly efficient method is provided. The doctor blades may for example have the shape of a straight sheet.

Es ist zudem in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial ausgewählt ist aus: Kunststoffpulver, Metallpulver oder Sand, wobei je nach Ausgangsmaterial optional ein passendes Druckmedium gewählt wird und wobei überschüssiges Ausgangsmaterial im Bauraum mittels einer Auffangvorrichtung aufgefangen wird, wobei die Auffangvorrichtung wenigstens ein Lochsieb, wenigstens ein Abstreichelement und wenigstens ein Auffangbehälter umfasst, wobei aufgrund einer relativ zu dem wenigstens einen Lochsieb vollzogenen Bewegung des wenigstens einem Abstreichelements überschüssiges Ausgangsmaterial durch das wenigstens eine Lochsieb in den wenigstens einen Auffangbehälter aufgefangen wird. Das Verfahren lässt sich also flexibel bei verschiedensten Konzepten des 3D-Drucks einsetzen. Mittels der Auffangvorrichtung kann überschüssiges Ausgangsmaterial aufgefangen werden und anschließend weiterverwendet werden. Dadurch lässt sich ebenfalls die Effizienz des Verfahrens steigern. Aufgrund des berührungslosen Beschichtens ist eine einheitliche Verwendung einer solchen Auffangvorrichtung besonders gut möglich.It is also provided in a further preferred embodiment of the invention that the starting material is selected from: plastic powder, metal powder or sand, depending on the starting material optionally a suitable pressure medium is selected and wherein excess starting material is collected in the space by means of a collecting device, wherein the collecting device at least one perforated screen, at least one scraping element and at least one collecting container, wherein due to a relative to the at least one perforated screen movement of the at least one Abstreichelements excess starting material is collected by the at least one perforated screen in the at least one collecting container. The method can therefore be used flexibly in a wide variety of 3D printing concepts. By means of the collecting device, excess starting material can be collected and subsequently reused. This can also increase the efficiency of the process. Due to the contactless coating uniform use of such a collecting device is particularly well possible.

Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine Beschichtereinheit für das Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8 bereitgestellt wird. Die Beschichtereinheit umfasst wenigstens einen Vorratsbehälter zum Vorhalten eines Ausgangsmaterials mit wenigstens einer Öffnung und wenigstens einem verstellbaren Verschließelement, wobei die Öffnung und das Verschließelement ausgelegt sind, das Ausgangsmaterial aus dem Vorratsbehälter auszulassen, und wenigstens eine Transportvorrichtung, welche unterhalb des wenigstens einen Vorratsbehälters angeordnet ist und ausgelegt ist, ausgelassenes Ausgangsmaterial von der wenigstens einen ersten Öffnung aufzunehmen und zu einem von der ersten Öffnung beabstandeten ersten Bereich zu transportieren, sodass in dem ersten Bereich ein Beschichtungsschritt mittels der ersten Transportvorrichtung ausführbar ist. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich auch mit dieser Beschichtereinheit realisieren.It is further provided in a further preferred embodiment of the invention that a coater unit for coating a construction space in a 3D printing process according to the method of claims 1 to 8 is provided. The coater unit comprises at least one storage container for holding a starting material having at least one opening and at least one adjustable closing element, wherein the opening and the closing element are designed to discharge the starting material from the storage container, and at least one transport device which is arranged below the at least one storage container and is configured to receive discharged starting material from the at least one first opening and to transport to a first area spaced from the first opening first area, so that in the first area a coating step by means of the first transport device is executable. The aforementioned advantages can also be realized with this coater unit.

Des Weiteren ist in einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Beschichtereinheit des Weiteren wenigstens eine zweite Transportvorrichtung umfasst, welche unterhalb des wenigstens einen Vorratsbehälters angeordnet ist und ausgelegt ist, ausgelassenes Ausgangsmaterial von wenigstens einer zweiten Öffnung aufzunehmen und zu einem von der zweiten Öffnung beabstandeten zweiten Bereich zu transportieren, sodass in dem zweiten Bereich ein Beschichtungsschritt mittels der zweiten Transportvorrichtung ausführbar ist, wobei in Abhängigkeit einer ersten Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit oder einer zweiten Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit, welche gegenläufig zu der ersten Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit ist, die wenigstens eine der ersten Transportvorrichtungen oder eine der wenigstens zweiten Transportvorrichtungen aktivierbar ist.Furthermore, in another preferred embodiment of the invention, the coater unit further comprises at least one second transport device, which is arranged below the at least one storage container and is adapted to receive discharged starting material from at least one second opening and to one from the second opening so that a coating step in the second area can be carried out by means of the second transport device, wherein at least one of the first and second movement directions of the coater unit, which is opposite to the first movement direction of the coater unit Transport devices or one of the at least second transport devices can be activated.

Die zuvor genannten Vorteile lassen sich auch mit dieser Beschichtereinheit realisieren.The aforementioned advantages can also be realized with this coater unit.

Es ist zudem in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Beschichtereinheit zusätzlich eine Druckeinheit umfasst, welche ausgelegt ist, während eines jeweiligen Beschichtungsschritt mittels der jeweiligen Transportvorrichtung einen Druckschritt auszuführen. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich auch mit dieser Beschichtereinheit realisieren.It is also provided in a further preferred embodiment of the invention that the coater unit additionally comprises a printing unit which is designed to perform a printing step during a respective coating step by means of the respective transport device. The aforementioned advantages can also be realized with this coater unit.

Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Beschichtereinheit des Weiteren zusätzlich eine Mikrowelleneinheit umfasst. Diese Mikrowelleneinheit kann somit derart integriert werden, sodass während des Prozesses ein optionaler Trocknungsschritt vollzogen werden kann, sodass das Verfahren noch effizienter wird.Finally, it is provided in a further preferred embodiment of the invention, in that the coater unit additionally comprises a microwave unit. This microwave unit can thus be integrated in such a way that an optional drying step can be performed during the process, so that the method becomes even more efficient.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Beschichtereinheit mit einer Transportvorrichtung;
  • 2 eine Seitenansicht eines Details einer Beschichtereinheit;
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Beschichtereinheit mit zwei Transportvorrichtungen;
  • 4 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Beschichtereinheit mit zwei Transportvorrichtungen;
  • 5 eine weitere schematische Seitenansicht der Beschichtereinheit mit zwei Transportvorrichtungen aus 4 in einer gegenläufigen Bewegungsrichtung; und
  • 6 eine Draufsicht auf eine Auffangvorrichtung.
The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a perspective view of a coater unit with a transport device;
  • 2 a side view of a detail of a coater unit;
  • 3 a perspective view of another coater unit with two transport devices;
  • 4 a schematic side view of another coater unit with two transport devices;
  • 5 a further schematic side view of the coater unit with two transport devices 4 in an opposite direction of movement; and
  • 6 a plan view of a collecting device.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Beschichtereinheit 10 mit einer Transportvorrichtung 12. Die Transportvorrichtung 12 ist unterhalb eines Vorratsbehälters 14 angeordnet. Im Falle das der Vorratsbehälter 14 mit Sand gefüllt ist, kann so der Vorratsbehälter 14 auch als Sandbehälter bezeichnet werden. Der Vorratsbehälter 14 weist in dem gezeigten Beispiel eine im Wesentlichen quaderförmige Form auf und ist oberhalb der Transportvorrichtung 12 angeordnet, wobei eine Längsbreite 16 des Vorratsbehälters 14 gleich einer Breite 18 der Transportvorrichtung 12 ist. Der Vorratsbehälter 14 ist vertikal ausgerichtet, sodass eine Höhe 20 länger als seine Längsbreite 16 ist. Die perspektivische Ansicht bezogen auf den Vorratsbehälter 14 ist angeschnitten dargestellt, sodass in der Figur teilweise das Innere des Vorratsbehälters 14 zu erkennen ist. In dem Vorratsbehälter 14 ist das Ausgangsmaterial 22, welches beispielsweise Sand sein könnte, zu erkennen. Gemäß dem Schwerkraftprinzip fällt das Ausgangsmaterial 22 in dem Vorratsbehälter 14 bezogen auf die Bildebene vertikal nach unten, sodass es bei einer Öffnung 24 des Vorratsbehälters 14 ausgelassen werden kann. Diese Öffnung 24 befindet sich bezogen auf die Bildebene links unten von dem Vorratsbehälter 14 und ist somit oberhalb der Transportvorrichtung 12 angeordnet. Auf diese Weise kann das Ausgangsmaterial 22 also den Vorratsbehälter 14 verlassen und auf die Transportvorrichtung 12 ausgelassen werden. An der Öffnung 24 ist ein verstellbares Verschließelement 26 zu erkennen. Dieses Verschließelement 26 kann beispielsweise eine Rakel sein. Das Verschließelement 26 ist dabei über die gesamte Längsbreite 16 des Vorratsbehälters 14 angeordnet und weist also ebenfalls die gleiche Breite 18 wie die Transportvorrichtung 12 auf. Eine Höhe des Verschließelements 26 beziehungsweise der Rakeln kann so eingestellt werden, dass somit eine Ausgangsgröße der Öffnung 24 beeinflusst werden kann. Es ist also möglich, über das höhenverstellbare Verschließelement 26 zu bestimmen, welche Menge des Ausgangsmaterials 22 aus dem Vorratsbehälter 14 auf die Transportvorrichtung 12 ausgelassen wird. Zudem kann das Verschließelement 26 beeinflussen, wie das Ausgangsmaterial 22 beziehungsweise in welcher Form das Ausgangsmaterial 22 den Vorratsbehälter 14 verlässt. Das Verschließelement 26 kann somit während des Auslassvorgangs das Ausgangsmaterial 22 in einer vorbestimmten Art und Weise überstreichen, sodass das Ausgangsmaterial 22 mit einer vordefinierten Schichtdicke den Vorratsbehälter 14 verlässt. Die Rakel ist also nicht wie bei anderen 3D-Druckerverfahren auf einem Baubett direkt angeordnet, sondern indirekt. Somit werden an dieser Stelle keine Kräfte auf einen zu fertigenden Gegenstand übertragen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Öffnung 24 ist zudem ein Dichtungselement 28 zu erkennen, welches sich bezogen auf die Bildebene unten rechts von dem Vorratsbehälter 14 befindet und über die gesamte Längsbreite 16 des Vorratsbehälters 14 angeordnet ist. Das Dichtungselement 28 kann zum Beispiel als ein Filz oder eine Gummilippe ausgeformt sein. Die Transportvorrichtung 12 ist in dieser Figur ein Förderband. Aus der Öffnung 24 verlässt also Ausgangsmaterial 22 den Vorratsbehälter und wird auf das Förderband platziert. Das Förderband weist eine umlaufende Auflagefläche 30 auf, welche über zwei jeweils am linken und rechten Rand des Förderbands innenliegenden Walzen 32 angetrieben werden kann. Das Ausgangsmaterial 22 wird also in vordefinierter Weise auf dieser Auflagefläche platziert, sodass es von der Öffnung 24 wegbewegt werden kann. Der Antrieb ist dabei nicht gezeigt und ist an dieser Stelle nicht nennenswert beschränkt. Zum Beispiel könnte dieser ein Elektroantrieb sein. Bezogen auf die Bildebene bewegt sich die Auflagefläche 30 von rechts nach links. Die Vorschubgeschwindigkeit kann beispielsweise 1 m/s betragen. Ein kleiner Blockpfeil deutet diese Bewegung des Förderbands an. Die Beschichteranordnung 10 bewegt sich dabei nach rechts, was mit einem großen Blockpfeil rechts von dem Vorratsbehälter 14 angedeutet wird. Die Vorschubgeschwindigkeit der Beschichteranordnung 10 kann beispielsweise 1 m/s betragen. Am linken Ende des Förderbands fällt Ausgangsmaterial 22 herunter, sodass eine darunterliegende Bauebene 34 mit einem dort sich befindlichen Bauteil 36, welches gefertigt werden soll, gleichmäßig beschichtet werden kann. Das Beschichten verläuft dabei berührungslos. 1 shows a perspective view of a coater unit 10 with a transport device 12 , The transport device 12 is below a storage container 14 arranged. In the case of the reservoir 14 filled with sand, so can the reservoir 14 Also referred to as a sand container. The storage tank 14 has in the example shown a substantially cuboid shape and is above the transport device 12 arranged, wherein a longitudinal width 16 of the storage container 14 equal to a width 18 the transport device 12 is. The storage tank 14 is vertically aligned so that a height 20 longer than its longitudinal width 16 is. The perspective view relative to the reservoir 14 is shown cut, so partially in the figure, the interior of the reservoir 14 can be seen. In the reservoir 14 is the starting material 22 which could be sand, for example. According to the principle of gravity, the starting material falls 22 in the reservoir 14 vertically downwards relative to the image plane, so that it opens at an opening 24 of the storage container 14 can be left out. This opening 24 is located on the image plane bottom left of the reservoir 14 and is thus above the transport device 12 arranged. In this way, the starting material 22 So the reservoir 14 leave and on the transport device 12 be left out. At the opening 24 is an adjustable closing element 26 to recognize. This closing element 26 For example, it can be a squeegee. The closing element 26 is over the entire longitudinal width 16 of the storage container 14 arranged and thus also has the same width 18 like the transport device 12 on. A height of the closing element 26 or the doctor blades can be adjusted so that thus an output of the opening 24 can be influenced. It is therefore possible via the height-adjustable closing element 26 to determine what amount of starting material 22 from the reservoir 14 on the transport device 12 is omitted. In addition, the closing element 26 affect how the starting material 22 or in which form the starting material 22 the reservoir 14 leaves. The closing element 26 Thus, during the Auslassvorgangs the starting material 22 in a predetermined manner, so that the starting material 22 with a predefined layer thickness the reservoir 14 leaves. The squeegee is therefore not directly arranged on a construction bed, as in other 3D printing processes, but indirectly. Thus, no forces are transmitted to an object to be manufactured at this point. On the opposite side of the opening 24 is also a sealing element 28 to recognize, which related to the image plane bottom right of the reservoir 14 located and over the entire longitudinal width 16 of the storage container 14 is arranged. The sealing element 28 may for example be formed as a felt or a rubber lip. The transport device 12 is a conveyor belt in this figure. Out of the opening 24 leaves source material 22 the reservoir and is placed on the conveyor belt. The conveyor belt has a circumferential bearing surface 30 on, which on two in each case on the left and right edge of the conveyor belt internal rollers 32 can be driven. The starting material 22 So it's placed in a predefined way on this support surface, so it's from the opening 24 can be moved away. The drive is not shown and is not significantly limited at this point. For example, this could be an electric drive. Relative to the image plane, the support surface moves 30 from right to left. The feed rate may be, for example, 1 m / s. A small block arrow indicates this movement of the conveyor belt. The coater arrangement 10 moves to the right, what with a large block arrow to the right of the reservoir 14 is hinted at. The feed rate of the coater arrangement 10 may for example be 1 m / s. At the left end of the conveyor belt falls starting material 22 down, leaving an underlying level 34 with a component located there 36 , which is to be manufactured, can be uniformly coated. The coating proceeds without contact.

2 zeigt eine Seitenansicht eines Details einer Beschichtereinheit 10. Genauer wird ein Verschließelement 26 an der Öffnung 24 des Vorratsbehälters 14 in einer Seitenansicht gezeigt. Dieses Verschließelement 26 kann ein Rakel sein, wobei es vertikal ausgerichtet ist. Ein doppelseitiger Pfeil deutet die Höhenverstellbarkeit an. Unterhalb der Rakel beziehungsweise des Verschließelements 26 ist die Öffnung 24 von dem Verschließelement 26 zu erkennen. Die Höhenverstellbarkeit des Verschließelements 26 definiert also die Ausgangsgröße der Öffnung 24, aus welcher Ausgangsmaterial 22 den Vorratsbehälter verlassen kann, um auf eine Transportvorrichtung 12, welche beispielsweise ein Förderband sein kann, zu gelangen. Ein Pfeil unterhalb der Transportvorrichtung 12 deutet eine Bewegungsrichtung der Transportvorrichtung 12 an, sodass die gleichmäßig aufliegende Schicht des Ausgangsmaterials 22, welche sich auf der Transportvorrichtung 12 befindet, von der Öffnung 24 wegtransportiert wird. In dem Vorratsbehälter 14 kann gemäß dem Schwerkraftprinzip Ausgangsmaterial 22 nachfallen, so lange, bis der Vorratsbehälter 14 leer ist und über eine nicht näher gezeigte Auffüllöffnung neu beladen werden kann. 2 shows a side view of a detail of a coater unit 10 , More precisely, a closing element 26 at the opening 24 of the storage container 14 shown in a side view. This closing element 26 may be a squeegee, with it being vertically aligned. A double-sided arrow indicates the height adjustment. Below the squeegee or the closing element 26 is the opening 24 from the closing element 26 to recognize. The height adjustment of the closing element 26 So defines the output size of the opening 24 , from which starting material 22 leave the reservoir to a transport device 12 which may be a conveyor belt, for example, to arrive. An arrow below the transporter 12 indicates a direction of movement of the transport device 12 so that the even layer of the starting material 22 which are on the transport device 12 located, from the opening 24 is transported away. In the reservoir 14 can according to the gravity principle starting material 22 replenish until the reservoir 14 is empty and can be reloaded over a Auffüllöffnung not shown in detail.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Beschichtereinheit 10 mit zwei Transportvorrichtungen 12, 12', welcher sich über einer Bauebene 34 befindet. Die Beschichtereinheit 10 weist einen Vorratsbehälter 14 auf, welcher mit einem Ausgangsmaterial 22 befüllt ist. Der Vorratsbehälter 14 ist angeschnitten dargestellt, sodass das Ausgangsmaterial 22 im Inneren zu erkennen ist. Der Vorratsbehälter 14 weist an seinem oberen Ende zwei Befüllungsmarkierungen 37 auf, welche beispielsweise oben ein Befüllungsmaximum und unten ein Befüllungsminimum anzeigen. Die dabei gezeigten Orte dieser zwei Befüllungsmarkierungen 37 auf dem Vorratsbehälter 14 sind nur als beispielhaft zu verstehen und könnten in einer anderen Variante auch anders verortet werden. Die zwei Transportvorrichtungen 12, 12' sind jeweils, bezogen auf die Bildebene, links und rechts unterhalb des Vorratsbehälters 14 angeordnet und sind jeweils als Förderband mit entsprechenden Auflageflächen 30 und Walzen 32 dargestellt. Das Prinzip ist dabei im Wesentlichen identisch mit dem in 1 dargestellten und zuvor bereits beschriebenen Prinzip. In 3 sind zwar jeweilige Öffnungen 24 und Verschließelemente 26 nicht gezeigt, sind aber sinngemäß vorhanden, um dem genannten Prinzip gemäß ein Auslassen des Ausgangsmaterials 22 aus dem Vorratsbehälter 14 zu ermöglichen. Die linke Transportvorrichtung 12 bewegt aufgetragenes Ausgangsmaterial 22 nach links, sodass dieses Ausgangsmaterial 22 am linken Rand der Transportvorrichtung 12 gleichmäßig und berührungslos auf die darunter sich befindende Bauebene 34 aufgetragen beziehungsweise beschichtet werden kann. Die rechte Transportvorrichtung 12' bewegt aufgetragenes Ausgangsmaterial 22 nach rechts, sodass dieses Ausgangsmaterial 22 am rechten Rand der Transportvorrichtung 12' gleichmäßig und berührungslos auf die darunter sich befindende Bauebene 34 aufgetragen beziehungsweise beschichtet werden kann. Zwischen den beiden Transportvorrichtungen 12, 12' ist in einer Ausbuchtung 38 des Vorratsbehälters 14 eine Druckeinheit 40 zu erkennen. Diese Druckeinheit 40 ist schematisch im Wesentlichen als ein rechteckiger Körper dargestellt und kann vertikal nach unten die darunterliegende Bauebene 34 bedrucken, was in der Figur schematisch angedeutet ist. Die Druckeinheit 40 ist mit einer Rakel 42 abgebildet, welche auf beiden Seiten der Druckeinheit 40 vertikal nach unten in Richtung der Bauebene 34 zeigt. Diese zusätzliche Rakel 42 ist nur optional und kann in einer nicht dargestellten Variante auch weggelassen werden. Direkt oberhalb der Druckeinheit 40 weist der Vorratsbehälter 14 in seinem Inneren ein spitz nach oben verlaufendes Begrenzungselement 44 auf. Über das Begrenzungselement 44 kann das Ausgangsmaterial 22 im Inneren des Vorratsbehälters 14 jeweils zu nicht gezeigten Öffnungen von dem Vorratsbehälter 14 gelangen. Mit anderen Worten ist die Ausbuchtung 38 in dem Vorratsbehälter 14 derart ausgestaltet, dass das Begrenzungselement 44, welches im Wesentlichen eine dreieckige Form aufweist, die Druckeinheit 40 aufnehmen kann. 3 shows a perspective view of another coater unit 10 with two transporters 12 . 12 ' , which is above a building level 34 located. The coater unit 10 has a reservoir 14 on which with a starting material 22 is filled. The storage tank 14 is shown cut, so the starting material 22 inside is recognizable. The storage tank 14 has at its upper end two filling marks 37 for example, which indicate a filling maximum at the top and a filling minimum at the bottom. The locations of these two filling marks shown here 37 on the storage tank 14 are to be understood as exemplary only and could be located differently in another variant. The two transporters 12 . 12 ' are each, based on the image plane, left and right below the reservoir 14 arranged and are each as a conveyor belt with corresponding bearing surfaces 30 and rolling 32 shown. The principle is essentially identical to the one in 1 illustrated and previously described principle. In 3 are indeed respective openings 24 and closing elements 26 not shown, but are mutatis mutandis to the said principle according to an omission of the starting material 22 from the reservoir 14 to enable. The left transport device 12 moves applied starting material 22 to the left, so this starting material 22 on the left edge of the transport device 12 evenly and non-contact on the underlying building level 34 can be applied or coated. The right transport device 12 ' moves applied starting material 22 to the right, so this starting material 22 at the right edge of the transport device 12 ' evenly and non-contact on the underlying building level 34 can be applied or coated. Between the two transport devices 12 . 12 ' is in a bulge 38 of the storage container 14 a printing unit 40 to recognize. This printing unit 40 is shown schematically essentially as a rectangular body and can be vertically down the underlying building level 34 imprint, which is indicated schematically in the figure. The printing unit 40 is with a squeegee 42 pictured, which on both sides of the printing unit 40 vertically down towards the construction level 34 shows. This extra squeegee 42 is only optional and can be omitted in a variant, not shown. Directly above the printing unit 40 points the reservoir 14 in its interior a pointed upwards delimiting element 44 on. About the boundary element 44 can the starting material 22 inside the storage tank 14 in each case to openings, not shown, of the reservoir 14 reach. In other words, the bulge 38 in the reservoir 14 designed such that the limiting element 44 which has a substantially triangular shape, the printing unit 40 can record.

4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer weiteren Beschichtereinheit 10 mit zwei Transportvorrichtungen 12, 12'. Das Prinzip ist im Wesentlichen identisch mit den zuvor bereits gezeigten und beschriebenen Prinzipien. In dieser Figur bewegt sich die Beschichtereinheit 10 von links nach rechts, wobei diese Bewegungsrichtung durch einen großen Blockpfeil rechts von einem Vorratsbehälter 14 angedeutet ist. Die Vorschubgeschwindigkeit kann beispielsweise 1 m/s betragen. Die Transportvorrichtung 12', welche sich rechts in Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit 10 befindet, ist inaktiv und weist somit eine Vorschubgeschwindigkeit von 0 auf. Eine an dieser Transportvorrichtung 12' angeordnete Öffnung 24' lässt kein Ausgangsmaterial 22 auf diese Transportvorrichtung 12 aus. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die dortige Transportvorrichtung 12 aktiviert und es gelangt über eine dortige geöffnete Öffnung 24 Ausgangsmaterial 22 auf diese Transportvorrichtung 12. Die Vorschubgeschwindigkeit dieser Transportvorrichtung 12 kann beispielsweise 1 m/s betragen. Ein Verschließelement ist jeweils zwar nicht näher dargestellt, ist aber dem Prinzip nach sinngemäß jeweils mit vorgesehen. Am Ende der aktivierten Transportvorrichtung 12 verlässt das Ausgangsmaterial 22 die Transportvorrichtung 12, sodass eine Beschichtung mit Ausgangsmaterial 22 von einer sich unterhalb der Beschichtereinheit 10 befindlichen Bauebene 34 mit einem dort zu fertigenden Bauteil 36 berührungslos vollzogen werden kann. Mittig zwischen den beiden Transportvorrichtungen 12, 12' ist eine Druckeinheit 40 zu erkennen. Wenn die Beschichtereinheit 10 von links nach rechts über die Bauebene 34 bewegt wird, ist es somit möglich, einen Druckschritt mittels der Druckeinheit 40 zu realisieren und während des gleichen Bewegungsablaufs einen sich an den Druckschritt anschließenden Beschichtungsschritt zu vollführen. Die Beschichtereinheit 10 und die Druckeinheit 40 bilden dabei eine zusammengeschlossene Einheit. So eine Einheit kann auch als Drucker-/Beschichtereinheit benannt werden. Ein Begrenzungselement 44 weist in dieser Variante eine im Wesentlichen abgeflachte Oberseite auf. 4 shows a schematic side view of another coater unit 10 with two transporters 12 . 12 ' , The principle is essentially identical to the principles already shown and described above. In this figure, the coater unit moves 10 from left to right, this direction of movement being indicated by a large block arrow to the right of a storage bin 14 is indicated. The feed rate may be, for example, 1 m / s. The transport device 12 ' , which are right in the direction of movement of the coater unit 10 is inactive and thus has a feed rate of 0. One on this transport device 12 ' arranged opening 24 ' leaves no source material 22 on this transport device 12 out. On the opposite side is the local transport device 12 activated and it passes through a local opening there 24 starting material 22 on this transport device 12 , The feed rate of this transport device 12 may for example be 1 m / s. Although a closing element is in each case not shown in detail, but is provided in accordance with the principle in each case with. At the end of the activated transport device 12 leaves the starting material 22 the transport device 12 so that a coating of starting material 22 from one below the coater unit 10 located building level 34 with a component to be manufactured there 36 can be performed without contact. Midway between the two transport devices 12 . 12 ' is a printing unit 40 to recognize. If the coater unit 10 from left to right across the construction level 34 is moved, it is thus possible, a printing step by means of the printing unit 40 to realize and during the same sequence of movements to perform a subsequent to the printing step coating step. The coater unit 10 and the printing unit 40 form an integrated unit. Such a unit can also be named as a printer / coater unit. A delimiter 44 has in this variant on a substantially flattened top.

5 zeigt eine weitere schematische Seitenansicht der Beschichtereinheit 10 mit zwei Transportvorrichtungen 12, 12' aus 4 in einer gegenläufigen Bewegungsrichtung. Das Prinzip verbleibt gleich. In dieser Figur bewegt sich die Beschichtereinheit 10 von rechts nach links, wobei diese Bewegungsrichtung durch einen großen Blockpfeil links von einem Vorratsbehälter 14 angedeutet ist. Die Vorschubgeschwindigkeit kann beispielsweise 1 m/s betragen. Die Transportvorrichtung 12, welche sich links in Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit 10 befindet, ist inaktiv und weist somit eine Vorschubgeschwindigkeit von 0 auf. Eine an dieser Transportvorrichtung 12 angeordnete Öffnung 24 lässt kein Ausgangsmaterial 22 auf diese Transportvorrichtung 12 aus. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die dortige Transportvorrichtung 12' aktiviert und es gelangt über eine dortige geöffnete Öffnung 24' Ausgangsmaterial 22 auf diese Transportvorrichtung 12. Die Vorschubgeschwindigkeit dieser Transportvorrichtung 12' kann beispielsweise 1 m/s betragen. Ein Verschließelement 26` ist jeweils zwar nicht näher dargestellt, ist aber dem Prinzip nach sinngemäß jeweils mit vorgesehen. Am Ende der aktivierten Transportvorrichtung 12 verlässt das Ausgangsmaterial 22 die Transportvorrichtung 12', sodass eine Beschichtung mit Ausgangsmaterial 22 von einer sich unterhalb der Beschichtereinheit 10 befindlichen Bauebene 34 mit einem dort zu fertigenden Bauteil 36 berührungslos vollzogen werden kann. Mittig zwischen den beiden Transportvorrichtungen 12, 12' ist eine Druckeinheit 40 zu erkennen. Wenn die Beschichtereinheit 10 von rechts nach links über die Bauebene 34 bewegt wird, ist es somit möglich, einen Druckschritt mittels der Druckeinheit 40 zu realisieren und während des gleichen Bewegungsablaufs einen sich an den Druckschritt anschließenden Beschichtungsschritt zu vollführen. Die Beschichtereinheit 10 und die Druckeinheit 40 bilden dabei eine zusammengeschlossene Einheit. So eine Einheit kann auch als Drucker-/Beschichtereinheit benannt werden. Ein Begrenzungselement 44 weist in dieser Variante eine im Wesentlichen abgeflachte Oberseite auf. 5 shows a further schematic side view of the coater unit 10 with two transporters 12 . 12 ' out 4 in an opposite direction of movement. The principle remains the same. In this figure, the coater unit moves 10 from right to left, this direction of movement being indicated by a large block arrow to the left of a storage bin 14 is indicated. The feed rate may be, for example, 1 m / s. The transport device 12 , which are left in the direction of movement of the coater unit 10 is inactive and thus has a feed rate of 0. One on this transport device 12 arranged opening 24 leaves no source material 22 on this transport device 12 out. On the opposite side is the local transport device 12 ' activated and it passes through a local opening there 24 ' starting material 22 on this transport device 12 , The feed rate of this transport device 12 ' may for example be 1 m / s. Although a closing element 26 'is in each case not shown in greater detail, it is provided with the principle according to the principle in each case. At the end of the activated transport device 12 leaves the starting material 22 the transport device 12 ' so that a coating of starting material 22 from one below the coater unit 10 located building level 34 with a component to be manufactured there 36 can be performed without contact. Midway between the two transport devices 12 . 12 ' is a printing unit 40 to recognize. If the coater unit 10 from right to left across the construction level 34 is moved, it is thus possible, a printing step by means of the printing unit 40 to realize and during the same sequence of movements to perform a subsequent to the printing step coating step. The coater unit 10 and the printing unit 40 form an integrated unit. Such a unit can also be named as a printer / coater unit. A delimiter 44 has in this variant on a substantially flattened top.

6 zeigt eine Draufsicht auf eine Auffangvorrichtung 46. Eine Beschichtereinheit 10 wird dabei von, bezogen auf die Bildebene, rechts nach links über diese Auffangvorrichtung 46 bewegt. Diese Beschichtereinheit 10 kann auch eine nicht näher gezeigte Druckeinheit 40 aufweisen und als Drucker-/Beschichtereinheit bezeichnet werden. Die Auffangvorrichtung 46 ist in einer Bauebene 34 angeordnet und wird aus einzelnen Auffangbehältern 48 gebildet. Ein Auffangbehälter 48 kann auch als Box bezeichnet werden. Die einzelnen Auffangbehälter 48 können dabei beispielsweise nebeneinander lose angeordnet sein oder mittels einem nicht weiter gezeigten Kopplungsmechanismus miteinander zu einem Zusammenschluss gekoppelt sein. In einer nicht näher dargestellten Variante könnte auch nur ein sehr großer Auffangbehälter 48 vorgesehen sein. Ein Zusammenschluss einzelner Auffangbehälter 48 kann als XXL-Box bezeichnet werden. Die zu der Auffangvorrichtung 46 zugehörigen Lochsieb 50 und Abstreichelement 52 sind in dieser Figur nicht gezeigt und werden im Detail in 7 dargestellt. 6 shows a plan view of a collecting device 46 , A coater unit 10 is doing from, based on the image plane, right to left on this collection device 46 emotional. This coater unit 10 can also a not shown in detail printing unit 40 and be referred to as a printer / coater unit. The collecting device 46 is in a building level 34 arranged and is made up of individual collection containers 48 educated. A collection container 48 can also be called a box. The individual collection containers 48 For example, they may be arranged loosely next to one another or be coupled to one another by means of a coupling mechanism not further shown. In a variant not shown could also only a very large container 48 be provided. An amalgamation of individual collection containers 48 can be called XXL box. The to the collecting device 46 associated perforated screen 50 and scraping element 52 are not shown in this figure and are discussed in detail in 7 shown.

7 zeigt ein Detail von einer Auffangvorrichtung 46. Genauer zeigt 7 ein Lochsieb 50 und ein Abstreichelement 52 in Form eines Bleches, welche über den Auffangbehältern 48 angeordnet werden können. Das Abstreichelement 52 beziehungsweise dieses Blech überdeckt teilweise das Lochsieb 50. Auf diesem Abstreichelement 52 kann ein zu fertigendes Bauteil 36 und überschüssiges Ausgangsmaterial 22 angeordnet werden, was in der Figur nicht näher dargestellt ist. Wenn das Abstreichelement 52 verschoben wird, verbleibt das zu fertigende Bauteil 36 auf dem Lochsieb 50 und das überschüssige Ausgangsmaterial 22 kann durch die Löcher des Lochsiebs 50 in die darunter sich befindenden Auffangbehälter 48 gelangen beziehungsweise ablaufen. Das Bauteil 36 verbleibt im Bauraum 34 und kann anschließend entnommen werden. 7 shows a detail of a catcher 46 , Exactly shows 7 a perforated screen 50 and a doctoring element 52 in the form of a sheet, which over the collecting containers 48 can be arranged. The scraping element 52 or this sheet partially covers the perforated screen 50 , On this scraping element 52 can be a component to be manufactured 36 and excess starting material 22 are arranged, which is not shown in detail in the figure. When the scraping element 52 is moved, remains to be manufactured component 36 on the perforated screen 50 and the excess starting material 22 can through the holes of the perforated screen 50 into the collecting containers underneath 48 arrive or expire. The component 36 remains in the installation space 34 and can be taken afterwards.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Beschichtereinheitcoater
1212
erste Transportvorrichtungfirst transport device
12'12 '
zweite Transportvorrichtungsecond transport device
1414
Vorratsbehälterreservoir
1616
Längsbreitelongitudinal width
1818
Breitewidth
2020
Höheheight
2222
Ausgangsmaterialstarting material
2424
erste Öffnungfirst opening
24' 24 '
zweite Öffnungsecond opening
2626
erstes Verschließelementfirst closing element
26'26 '
zweites Verschließelementsecond closing element
2828
Dichtungselementsealing element
3030
Auflageflächebearing surface
3232
Walzeroller
3434
Bauebenebuilding plane
3636
Bauteilcomponent
3737
Befüllungsmarkierungfilling mark
3838
Ausbuchtungbulge
4040
Druckeinheitprinting unit
4242
Rakeldoctor
4444
Begrenzungselementlimiting element
4646
Auffangvorrichtungcatcher
4848
Auffangbehälterreceptacle
5050
Lochsiebstrainer
5252
Abstreichelementscraping

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014112447 A1 [0004]DE 102014112447 A1 [0004]

Claims (12)

Verfahren zum Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen von einem Ausgangsmaterial (22) in wenigstens einem Vorratsbehälter (14) von einer Beschichtereinheit (10), Einstellen einer ersten Öffnung (24) in dem Vorratsbehälter (14) mittels einem ersten verstellbaren Verschließelement (26), Bewegen der Beschichtereinheit (10) in eine erste Bewegungsrichtung über den Bauraum des zu fertigenden Bauteils (36) und Auslassen des Ausgangsmaterials (22) aus dem Vorratsbehälter (14), dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig wenigstens eine erste Transportvorrichtung (12), welche unterhalb des Vorratsbehälters (14) vorgesehen ist, gestartet wird, wobei die erste Transportvorrichtung (12) ausgelegt ist, das ausgelassene Ausgangsmaterial (22) an der ersten Öffnung (24) aufzunehmen und zu einem ersten Bereich, welcher von der ersten Öffnung (24) beabstandet ist, zu transportieren, sodass am Ende der ersten Transportvorrichtung (12) das Ausgangsmaterial (22) berührungslos in den Bauraum beschichtet wird.A method for coating a construction space in a 3D printing process, comprising the steps of: providing a starting material (22) in at least one storage container (14) from a coater unit (10), setting a first opening (24) in the storage container (14) a first adjustable closure element (26), moving the coater unit (10) in a first direction of movement over the space of the component to be manufactured (36) and discharging the starting material (22) from the reservoir (14), characterized in that at least one first Transport device (12), which is provided below the storage container (14) is started, wherein the first transport device (12) is adapted to receive the discharged starting material (22) at the first opening (24) and to a first region, which of the first opening (24) is spaced to transport, so that at the end of the first transport device (12) d the starting material (22) is coated without contact in the installation space. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschichtereinheit (10) ausgelegt ist, wenigstens eine Druckeinheit (40) zu umfassen, wobei zusätzlich ein Druckschritt vorgesehen wird.Method according to Claim 1 wherein the coater unit (10) is adapted to comprise at least one printing unit (40), wherein additionally a printing step is provided. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine zweite Öffnung (24`), welche in dem wenigstens einem Vorratsbehälter (14) gegenüber der ersten Öffnung (24) angeordnet ist, mittels einem zweiten verstellbaren Verschließelement (26`) eingestellt wird, die Beschichtereinheit (10) in eine zweite Bewegungsrichtung über einen Bauraum des zu fertigenden Bauteils (36) bewegt wird, Ausgangsmaterial (22) aus dem Vorratsbehälter (14) aus der zweiten Öffnung (24') ausgelassen wird, wobei gleichzeitig wenigstens eine zweite Transportvorrichtung (12'), welche unterhalb des Vorratsbehälters (14) auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Transportvorrichtung (12) vorgesehen ist, gestartet wird, wobei die zweite Transportvorrichtung (12') ausgelegt ist, das ausgelassene Ausgangsmaterial (22) an der zweiten Öffnung (24') aufzunehmen und zu einem zweiten Bereich, welcher von der zweiten Öffnung (24') beabstandet ist, zu transportieren, sodass am Ende der zweiten Transportvorrichtung (12') das Ausgangsmaterial (22) berührungslos in den Bauraum beschichtet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a second opening (24 ') which is arranged in the at least one storage container (14) with respect to the first opening (24) is adjusted by means of a second adjustable closing element (26'), the coater unit ( 10) in a second direction of movement over a space of the component to be manufactured (36) is moved, starting material (22) from the reservoir (14) from the second opening (24 ') is omitted, wherein at least one second transport device (12') which is provided below the storage container (14) on the opposite side of the first transport device (12) is started, wherein the second transport device (12 ') is adapted to receive the discharged starting material (22) at the second opening (24') and to transport to a second area, which is spaced from the second opening (24 '), so that at the end of the second transport device ung (12 ') the starting material (22) is coated without contact in the space. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Abhängigkeit der jeweiligen Bewegungsrichtung nur eine Transportvorrichtung (12, 12') aktiviert wird und das gleichzeitig zum jeweiligen Beschichten mittels der aktivierten Transportvorrichtung (12, 12') die wenigstens eine Druckeinheit (40) aktiviert wird oder aktivierbar ist, sodass gleichzeitig ein Druckschritt und davon beabstandet ein Beschichtungsschritt durchgeführt werden kann, welcher in Bewegungsrichtung hinter dem Druckschritt durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein depending on the respective direction of movement, only one transport device (12, 12 ') is activated and at the same time for the respective coating by means of the activated transport device (12, 12'), the at least one printing unit (40) is activated or is activatable, so that at the same time a printing step and spaced from a coating step can be performed, which is carried out in the direction of movement after the printing step. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Geschwindigkeit der jeweiligen Transportvorrichtung (12, 12') in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit einer jeweiligen Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit (10) eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a speed of the respective transport device (12, 12 ') in dependence of a speed of a respective direction of movement of the coater unit (10) is adjusted. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine jeweilige Öffnung (24, 24'), welche sich an einer Seite von einer inaktiven Transportvorrichtung (12, 12') befindet, mit einem Dichtungselement (28) verschlossen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a respective opening (24, 24 '), which is located on one side of an inactive transport device (12, 12'), with a sealing element (28) is closed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweiligen Verschließelemente (26) in Form von Rakeln (42) vorgesehen werden und dass die jeweiligen Transportvorrichtungen (12, 12') Förderbandsysteme sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the respective closing elements (26) in the form of doctor blades (42) are provided and that the respective transport devices (12, 12 ') are conveyor belt systems. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ausgangsmaterial (22) ausgewählt ist aus: Kunststoffpulver, Metallpulver oder Sand, wobei je nach Ausgangsmaterial (22) optional ein passendes Druckmedium gewählt wird und wobei überschüssiges Ausgangsmaterial (22) im Bauraum mittels einer Auffangvorrichtung (46) aufgefangen wird, wobei die Auffangvorrichtung (46) wenigstens ein Lochsieb (50), wenigstens ein Abstreichelement (52) und wenigstens einen Auffangbehälter (48) umfasst, wobei aufgrund einer relativ zu dem wenigstens einen Lochsieb (50) vollzogenen Bewegung des wenigstens einen Abstreichelements (52) überschüssiges Ausgangsmaterial (22) durch das wenigstens eine Lochsieb (50) in dem wenigstens einen Auffangbehälter (48) aufgefangen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the starting material (22) is selected from: plastic powder, metal powder or sand, wherein depending on the starting material (22) optionally a suitable pressure medium is selected and wherein excess starting material (22) in the space by means of a collecting device (46 ), wherein the collecting device (46) at least one perforated screen (50), at least one Abstreichelement (52) and at least one collecting container (48), wherein due to a relative to the at least one perforated screen (50) completed movement of the at least one Abstreichelements (52) excess starting material (22) through the at least one perforated screen (50) in the at least one collecting container (48) is collected. Beschichtereinheit (10) für das Beschichten eines Bauraums in einem 3D-Druckprozess gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, umfassend wenigstens einen Vorratsbehälter (14) zum Vorhalten eines Ausgangsmaterials (22) mit wenigstens einer Öffnung (24, 24`) und wenigstens einem verstellbaren Verschließelement (26, 26'), wobei die Öffnung (24, 24') und das Verschließelement (26, 26`) ausgelegt sind, das Ausgangsmaterial (22) aus dem Vorratsbehälter (14) auszulassen, wenigstens eine Transportvorrichtung (12, 12'), welche unterhalb des wenigstens einen Vorratsbehälters (14) angeordnet ist und ausgelegt ist, ausgelassenes Ausgangsmaterial (22) von der wenigstens einen ersten Öffnung (24) aufzunehmen und zu einem von der ersten Öffnung (24) beabstandeten ersten Bereich zu transportieren, sodass in dem ersten Bereich ein Beschichtungsschritt mittels der ersten Transportvorrichtung (12) ausführbar ist.Coating unit (10) for coating a construction space in a 3D printing process according to the method according to Claims 1 to 8th comprising at least one storage container (14) for holding a starting material (22) with at least one opening (24, 24 ') and at least one adjustable closing element (26, 26'), the opening (24, 24 ') and the closing element (22) 26, 26 ') are designed to discharge the starting material (22) from the storage container (14), at least one transport device (12, 12') which is arranged below the at least one storage container (14) and is designed to discharge discharged starting material (22 ) from the at least one first opening (24) and to transport to a first opening (24) spaced from the first area, so that in the first area Coating step by means of the first transport device (12) is executable. Beschichtereinheit (10) nach Anspruch 9, umfassend wenigstens eine zweite Transportvorrichtung (12'), welche unterhalb des wenigstens einen Vorratsbehälters (14) angeordnet ist und ausgelegt ist, ausgelassenes Ausgangsmaterial (22) von wenigstens einer zweiten Öffnung (24') aufzunehmen und zu einem von der zweiten Öffnung (24) beabstandeten zweiten Bereich zu transportieren, sodass in dem zweiten Bereich ein Beschichtungsschritt mittels der zweiten Transportvorrichtung (12') ausführbar ist, wobei in Abhängigkeit einer ersten Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit (10) oder einer zweiten Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit (10), welche gegenläufig zu der ersten Bewegungsrichtung der Beschichtereinheit (10) ist, die wenigstens eine der ersten Transportvorrichtungen (12) oder eine der wenigstens zweiten Transportvorrichtungen (12') aktivierbar ist.Coater unit (10) according to Claim 9 comprising at least one second transport device (12 ') disposed below said at least one reservoir (14) and adapted to receive discharged source material (22) from at least one second port (24') and to one from said second port (24 ), so that in the second region a coating step by means of the second transport device (12 ') is executable, wherein in dependence on a first direction of movement of the coater unit (10) or a second direction of movement of the coater unit (10), which in opposite to the first movement direction of the coater unit (10) is that at least one of the first transport devices (12) or one of the at least second transport devices (12 ') can be activated. Beschichtereinheit (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Beschichtereinheit (10) zusätzlich eine Druckeinheit (40) umfasst, welche ausgelegt ist, während eines jeweiligen Beschichtungsschritts mittels der jeweiligen Transportvorrichtung (12, 12') einen Druckschritt auszuführen.Coater unit (10) according to Claim 9 or 10 in that the coater unit (10) additionally comprises a printing unit (40) which is designed to execute a printing step during a respective coating step by means of the respective transport device (12, 12 '). Beschichtereinheit (10) nach den Ansprüchen 9 bis 11, wobei die Beschichtereinheit (10) zusätzlich eine Mikrowelleneinheit umfasst.Coater unit (10) according to Claims 9 to 11 wherein the coater unit (10) additionally comprises a microwave unit.
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