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.
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.
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
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
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 aus4 in einer gegenläufigen Bewegungsrichtung; und -
6 eine Draufsicht auf eine Auffangvorrichtung.
-
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 devices4 in an opposite direction of movement; and -
6 a plan view of a collecting device.
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)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018108484.6A DE102018108484A1 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Method for coating a construction space in a 3D printing process by means of a coater unit and such a coater unit |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102018108484.6A DE102018108484A1 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Method for coating a construction space in a 3D printing process by means of a coater unit and such a coater unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=67991908
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DE102018108484.6A Pending DE102018108484A1 (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Method for coating a construction space in a 3D printing process by means of a coater unit and such a coater unit |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE102018108484A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022211600A1 (en) | 2022-11-03 | 2024-05-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Process arrangement for the production of a layered wooden component |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10306886A1 (en) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Daimlerchrysler Ag | Three dimensional object manufacture comprises forming adhesive coated particle layers on top of one another, subjecting each layer to ionizing particles before activating adhesive and smoothing with a blade |
DE102014112447A1 (en) | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Exone Gmbh | 3D printer, 3D printer assembly and generative manufacturing process |
WO2016176432A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | The Exone Company | Powder recoater for three-dimensional printer |
-
2018
- 2018-04-10 DE DE102018108484.6A patent/DE102018108484A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10306886A1 (en) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Daimlerchrysler Ag | Three dimensional object manufacture comprises forming adhesive coated particle layers on top of one another, subjecting each layer to ionizing particles before activating adhesive and smoothing with a blade |
DE102014112447A1 (en) | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Exone Gmbh | 3D printer, 3D printer assembly and generative manufacturing process |
WO2016176432A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | The Exone Company | Powder recoater for three-dimensional printer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022211600A1 (en) | 2022-11-03 | 2024-05-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Process arrangement for the production of a layered wooden component |
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