DE102018125263A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von in einem Pulverbett hergestellten Bauteilen - Google Patents

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung von in einem Pulverbett erzeugten Bauteilen (1) hat mindestens einen Verfahrensschritt (V1, V2, V3, V4, V5), bei dem kinetische Energie von Linearwerkzeugen (11, 21) auf die zu reinigenden Bauteile (1) einwirkt.Vorteilhaft kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl die Impulsenergie beim Auftreffen der Linearwerkzeuge (11, 21) auf das Bauteil (1) als auch die Reib- und Kratzbewegung beim Vorbeigleiten am Bauteil (1) nach dem Auftreffen für die Reinigung genutzt werden. Zudem ist das Verfahren kostengünstig in Umsetzung und Durchführung und ermöglicht eine effiziente Reinigung.Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat mindestens ein Förderband (2) zum Transport der zu reinigenden Bauteile (1). Die Vorrichtung weist eine Reinigungsvorrichtung mit Linearwerkzeugen (11, 21) auf, die in Richtung ihrer Längsausdehnung beweglich angeordnet sind und alternierend auf die Bauteile (1) bewegt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Bauteilen, die in einem Pulverbett hergestellt wurden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die individuelle Herstellung von Bauteilen mittels 3D-Druckverfahren gewinnt zunehmend an Bedeutung, insbesondere auch für industrielle Anwendungen. So sind diese Verfahren für Kleinserien sehr interessant, da keine Werkzeuge für die Fertigung hergestellt werden müssen. Weiterhin vorteilhaft können Änderungen an den herzustellenden Bauteilen schnell umgesetzt werden. Es sind verschiedene 3D-Druckverfahren bekannt. Insbesondere bei in einem Pulverbett durchgeführten Druckverfahren besteht im Anschluss an den Druck das Problem, das hergestellte Bauteil zu reinigen, da die Bauteile aus dem Pulverbett kommend aufgrund der anhaftenden Pulverreste nicht einsetzbar sind.
  • Aus industrieller Sicht besteht der Wunsch nach einem kontinuierlichen Prozess zur Reinigung der Bauteile, nachdem diese das Pulverbett verlassen haben. Dieser kontinuierliche Prozess sollte möglichst für verschiedenste Bauteile und Materialien ohne wesentliche Änderungen einsetzbar sein, so dass innerhalb einer Fertigungslinie verschiedenste Bauteile vollautomatisiert gefertigt und gereinigt werden können.
  • Im Stand der Technik wurden verschiedene Lösungen hierzu aufgezeigt. Beispielsweise in der DE 10 2017 002 448 A1 wird eine Fertigungslinie und ein Verfahren zum automatisierten Betreiben dieser Fertigungslinie vorgeschlagen. Die Fertigungslinie umfasst ein Transportband, das mittels einer Trenneinrichtung in Vibration versetzt werden kann, um die Bauteile voneinander zu trennen und von anhaftendem Pulver zu befreien. Zudem ist vorgesehen, die Bauteile mit Druckluft und/oder mit Partikeln zu beaufschlagen, um diese weiter zu reinigen. Nachteilig ist, dass die Reinigungsleistung der vorgeschlagenen Fertigungslinien und des dazugehörigen Verfahrens nicht ausreichend ist, so dass viele Ausgestaltungen von Bauteilen sowie viele Materialien nicht ausreichend gereinigt werden können.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von in einem Pulverbett hergestellten Bauteilen vorzuschlagen, die eine deutlich verbesserte Reinigungsleistung bei gleichzeitiger hoher Flexibilität hinsichtlich Bauteilgeometrie und Material aufweisen.
  • Die Aufgabenstellung wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 10. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand rückbezogener Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung von in einem Pulverbett erzeugten Bauteilen hat mindestens einen Verfahrensschritt, bei dem kinetische Energie von Linearwerkzeugen auf die zu reinigenden Bauteile einwirkt. Die Bauteile wurden zuvor in einem Pulverbett, beispielsweise mittels selektivem Laserschmelzen, hergestellt. Verfahrensbedingt haftet an den Bauteilen beim Verlassen des Pulverbettes noch viel Pulver an, von dem es für eine Weiterverwendung befreit werden muss.
  • Linearwerkzeuge sind im Sinne dieser Anmeldung Werkzeuge, die eine wesentlich höhere Längenausdehnung im Vergleich zu Breite und Höhe aufweisen, also beispielsweise Lanzen, Nägel, Ketten, Bänder, Seile oder ähnliches. Bevorzugt sind eine Vielzahl von Linearwerkzeugen rasterartig in einem Halter angeordnet. Die Bewegung führen die Linearwerkzeuge in Richtung ihrer Längenausdehnung aus, wobei Bewegungskomponenten in einer Richtung quer zur Längenausdehnung hinzukommen können.
  • Bevorzugt bewegen die Linearwerkzeuge sich von oben auf das Bauteil. Die kinetische Energie der Linearwerkzeuge wird beim Zusammenstoß mit dem Bauteil genutzt, um das anhaftende Pulver zu lösen. Vorteilhaft kann so die Gewichtskraft der Linearwerkzeuge für deren Beschleunigung genutzt werden.
  • Es versteht sich, dass das Gewicht der Linearwerkzeuge und die Auftreffgeschwindigkeit von den zu reinigenden Bauteilen abhängt. Auch hierin liegt ein Vorteil der Erfindung, da das Verfahren ohne anlagentechnische Änderungen auf sehr unterschiedliche Bauteile eingestellt werden kann.
  • Vorteilhaft kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl die Impulsenergie beim Auftreffen der Linearwerkzeuge auf das Bauteil als auch die Reib- und Kratzbewegung beim Vorbeigleiten am Bauteil nach dem Auftreffen für die Reinigung genutzt werden. Zudem ist das Verfahren kostengünstig in Umsetzung und Durchführung und ermöglicht eine effiziente Reinigung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung befinden sich die zu reinigenden Bauteile auf einem Förderband während der Durchführung des Verfahrens. Vorteilhaft kann so einfach ein kontinuierliches Verfahren realisiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Bewegung in Richtung der Längsausdehnung der Linearwerkzeuge auf das Bauteil alternierend ausgeführt, wobei bevorzugt verschiedene Auftreffgeschwindigkeiten realisiert werden. Besonders bevorzugt wird bei einer Bewegung von oben diese noch mit einer seitlichen Bewegung überlagert. Vorteilhaft kann so die kinetische Energie der Linearwerkzeuge auch auf seitlich ausgerichtete Flächen der Bauteile wirken.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine sensorische Erfassung der Bauteile während der Verfahrensdurchführung. Dabei wird insbesondere das Gewicht der Bauteile erfasst und die Geometrie der Bauteile gescannt. Vorteilhaft wird so eine Einschätzung des Reinigungsfortschrittes ermöglicht. Diese Informationen können zudem in die Steuerung der Anlage einfließen. Sollte die Detektion ergeben, dass das Bauteil noch ein hohes Gewicht und damit viel anhaftendes Pulver aufweist und gegebenenfalls auch die Größe deutlich über den avisierten Bauteilausdehnungen liegt, kann die Anlagensteuerung automatisiert einen weiteren Reinigungsgang auslösen. Durch die Erkennung der Geometrie des Bauteiles wird es zudem ermöglicht, lokale Pulveranhaftungen zu erkennen und diese auch gezielt lokal zu behandeln.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Pulverbett auf ein Förderband aufgelöst, also die Bauteile direkt aus dem Pulverbett auf das Förderband übergeben. Hierfür werden beispielsweise die Begrenzungen des Pulverbettes auseinanderbewegt und das Pulverbett auf einem Förderband aufgelöst. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann dann die Separierung der Bauteile auf dem Förderband erreicht werden. Vorteilhaft kann so in einem Arbeitsschritt sowohl die Separierung von nach dem Herstellungsvorgang zusammenhängenden Bauteilen als auch eine erste Grobreinigung der Bauteile bewirkt werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung erfolgt die Herstellung der Bauteile in einem Pulverbett innerhalb einer Jobbox, die nach der Herstellung auf das Förderband überführt und erst dort entleert wird. Dabei verbleiben die Bauteile auf dem Förderband und das nicht verwendete Pulver fällt durch das Förderband beziehungsweise an diesem vorbei in eine Sammeleinrichtung für das Pulver, um dieses dem Herstellungsprozess wieder zur Verfügung zu stellen. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft sehr gut in einen kontinuierlichen Prozess integrierbar.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Förderband Löcher auf, durch die gelöstes Pulver hindurchfallen kann. Das so unter dem Förderband gesammelte Pulver kann je nach Zustand einer Wiederaufbereitung oder direkt wieder dem Herstellungsprozess zugeführt werden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Förderband ein Gitter, beispielsweise aus Stahldraht. Vorteilhaft kann so fast das gesamte gelöste Pulver zurückgeführt werden und eine Reinigung des Förderbandes kann entfallen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Linearwerkzeuge Ketten, Bänder oder starre Gebilde. Bei flexiblen Linearwerkzeugen, wie Ketten oder Bänder, erfolgt die Bewegung von oben auf das Bauteil, also in vertikaler Richtung. Die erfindungsgemäße einwirkende kinetische Energie der Linearwerkzeuge basiert dann auf deren Gewichtskraft. Bei eindimensionalen beweglichen Ketten sind bevorzugt mehrere dieser Ketten um 90° verdreht in einer Halterung angeordnet. Vorteilhaft kann mittels dieser Ketten die Herabgleitbewegung der Ketten am Bauteil gerichtet erfolgen.
  • Als starre Gebilde kommen bevorzugt Lanzen oder Nägel zum Einsatz, deren Linearbewegung in einer Halterung geführt wird. Besonders bevorzugt werden die Lanzen beziehungsweise Nägel mit Druckluft beaufschlagt, so dass diese eine hämmernde Bewegung auf den Bauteilen ausführen, vom Wirkprinzip ähnlich einem Presslufthammer. Linearwerkzeuge, die als starre Gebilde ausgeführt sind, können auch eine vertikale Bewegung ausführen, insbesondere sind die zuvor genannten mit Druckluft beaufschlagten Lanzen beziehungsweise Nägel für eine vertikale Anwendung geeignet. Vorteilhaft können so auch seitliche Bereiche der Bauteile gereinigt werden. Es versteht sich, dass starre Linearwerkzeuge keine Kratz- und Gleitbewegung auf der Bauteiloberfläche ausführen können, sondern die Reinigungswirkung bei starren Werkzeugen nur auf der Impulsenergie beim Auftreffen auf dem Bauteil basiert.
  • Bei einer Ausführung der Linearwerkzeuge als Bänder können textile und/oder Kunststoffbänder eingesetzt werden. Die Eigenschaften der Bänder sind dabei von den zu behandelnden Bauteilen und deren Geometrie abhängig.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung haben die Linearwerkzeuge eine strukturierte Oberfläche, durch die vorteilhaft das Vorbeigleiten beziehungsweise Kratzen auf der Bauteiloberfläche intensiviert werden kann.
  • Weiterhin bevorzugt haben die Linearwerkzeuge ein spitz ausgeformtes unteres Ende, mit dem sie auf das Bauteil auftreffen. Vorteilhaft kann so die Reinigungswirkung beim Auftreffen auf das Bauteil verbessert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Linearwerkzeuge in einer oder mehreren Halterungen zusammengefasst. Dabei können auch verschiedene Linearwerkzeuge in einer Halterung gemischt angeordnet werden. Die Halterungen sind zudem bevorzugt in und quer zur Förderbandrichtung beweglich ausgeführt, um in Förderbandrichtung seitlich oder vorderbeziehungsweise rückseitig ausgerichtete Oberflächenbereiche der zu reinigenden Bauteile zu behandeln. Besonders bevorzugt kann eine Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens auch eine Vielzahl von Halterungen mit verschiedenen Linearwerkzeugen aufweisen, die es selbsttätig in Abhängigkeit der zu reinigenden Bauteile auswählt und aktiviert.
  • Weiterhin bevorzugt weist mindestens ein Linearwerkzeug ein oder mehrere Bereiche mit einem deutlich erhöhten Gewicht auf. So sind in einem einfachen Fall Gewichte an den Linearwerkzeugen befestigt. Vorteilhaft kann so ebenfalls die Wirkung der Linearwerkzeuge gezielt beeinflusst werden und beispielsweise Linearwerkzeuge geschaffen werden, die besonders zum Aufbrechen von Stegen für das Separieren von Bauteilen geeignet sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weisen die Linearwerkzeuge eine hohe Elastizität auf, sind beispielsweise als Spiralfeder oder Gummiband ausgebildet. Vorteilhaft kann die Elastizität zu einem „Hüpfen“ der Linearwerkzeuge auf den Bauteilen genutzt werden, durch die ein hoher Reinigungsgrad erreichbar ist. Besonders bevorzugt werden die elastischen Linearwerkzeuge zusätzlich mit Gewichten beschwert und möglicherweise im Bereich ihrer Eigenfrequenz angeregt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird während eines Verfahrensschrittes oder auch zwischen zwei Verfahrensschritten die Position der Bauteile relativ zu dem oder den Linearwerkzeug(en) geändert. Dies kann mittels Bewegung der Bauteile und/oder einer Bewegung der Linearwerkzeuge und oder deren Halterungen erfolgen. In einer einfachen Form werden die Bauteile auf dem Förderband umgedreht, so dass die Unter- und Oberseite mit den Linearwerkzeugen behandelt werden kann. Vorteilhaft kann so eine Reinigung des gesamten Bauteils auf einfache Weise realisiert werden. Die Positionsänderung der Bauteile kann beispielsweise durch einen Roboter erfolgen oder auch durch nach dem Stand der Technik bekannte Umwerfer auf dem Förderband. Besonders bevorzugt wird die Positionsänderung der Bauteile auf dem Förderband kombiniert mit einer Positionsänderung der Linearwerkzeuge und/oder der Halterungen über dem Bauteil. Vorteilhaft kann so eine sehr zielgerichtete Reinigung und auch ein sehr schnelles Anfahren der zu reinigenden Bereiche erreicht werden, wodurch die Verfahrensdurchführung zeitlich optimiert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens umfasst mindestens ein weiterer Verfahrensschritte das Einwirken von Druckluft, Strahlgut oder eine lokale Nachbehandlung. Bevorzugt finden diese Verfahrensschritte nach dem Einwirken der Linearwerkzeuge statt. Die Druckluft kann dabei mittels einer Vielzahl von Lanzen an das gesamte Bauteil herangeführt werden. Besonders bevorzugt sind die Lanzen dabei in ihrem Abstand zur Bauteiloberfläche einstellbar und können sich somit der Bauteilkontur anpassen. Die Bauteilkontur wurde dabei mittels der zuvor genannten Sensorik ermittelt.
  • Gleiches gilt für die Behandlung mit Strahlgut. Dabei ist jedoch zu beachten, dass Strahlgut zusammen mit dem gelösten Pulvermaterial durch das Band fällt und im Vorfeld einer Wiederverwendung erst getrennt werden müssen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist jegliches Strahlgut einsetzbar, die Auswahl erfolgt dabei hinsichtlich der Eigenschaften des zu reinigenden Bauteils.
  • Die lokale Nachbehandlung findet bevorzugt als letzter Schritt des Reinigungsvorganges statt. Dabei wird das zu reinigende Bauteil mittels eines Roboters gehalten und gezielt an bestimmten Stellen beispielsweise mit Druckluft oder Strahlgut behandelt. Die Nachbehandlung ist jedoch nachteilig, da der hohe zeitliche Aufwand den kontinuierlichen Gesamtprozess ausbremst. Daher ist es sehr wünschenswert, dass die Reinigung schon durch die vorigen Verfahrensschritte vollständig ist.
  • Besonders vorteilhaft kann so ein vollautomatisches Verfahren zur Reinigung von Bauteilen aus einem Pulverbett realisiert werden. Mittels der Sensorik kann der Reinigungsfortschritt verfolgt werden und die Ausgestaltung der einzelnen Reinigungsschritte kann angepasst werden. Besonders bevorzugt ist eine Sensorik zur Ermittlung von Gewicht und/oder Größe der Bauteile nach jedem Verfahrensschritt zur Prozesskontrolle angeordnet. Die gesammelten Informationen werden an eine Steuerungseinheit weitergeleitet, die diese auswertet und den Reinigungsprozess optimiert. Dies kann beispielsweise durch Aktivierung weiterer Halterungen mit Linearwerkzeugen erfolgen. Ein solches System ist vorteilhaft sehr flexibel und in der Lage, sich auf die Reinigung verschiedener Bauteile einzustellen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat mindestens ein Förderband zum Transport der zu reinigenden Bauteile. Bevorzugt ist dieses Förderband durchlässig für das anhaftende Pulver, das im Reinigungsprozess entfernt werden soll. Unter dem Förderband ist vorteilhaft eine Sammlungseinrichtung für das entfernte Pulver vorgesehen. Der Sammlungseinrichtung ist eine Wiederaufbereitung des gesammelten Pulvers nachgeordnet, die das aufbereitete Pulver dann bevorzugt dem Herstellungsprozess wieder zur Verfügung stellt.
  • Zudem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Reinigungsvorrichtung mit Linearwerkzeugen auf, die in Richtung ihrer linearen Ausdehnung alternierend auf Bauteile auf dem Förderband zubewegt werden. Durch das Auftreffen der Linearwerkzeuge auf der Bauteiloberfläche gegebenenfalls in Verbindung mit der alternierenden Bewegung der Linearwerkzeuge auf der Bauteiloberfläche wird dabei eine sehr gute Reinigungswirkung erzielt, ohne das Bauteil zu beschädigen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind eine Vielzahl von Linearwerkzeugen rasterförmig in einer Halterung zusammengefasst. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung mehrere dieser Halterungen auf, die durch die Anlagensteuerung aktiviert und deaktiviert werden können. Vorteilhaft wird so eine hohe Flexibilität der Vorrichtung erreicht, da diese eine Vielzahl von Bauteilbereichen gleichzeitig und gezielt mit Linearwerkzeugen reinigen kann.
  • Weiterhin bevorzugt sind die Linearwerkzeuge und/oder die Halterungen in und entgegen der Förderbandrichtung sowie seitlich zu dieser verfahrbar angeordnet. Die Halterungen und/oder Linearwerkzeuge sind dadurch in einem Bereich über dem Bauteil frei positionierbar. Vorteilhaft wird so ermöglicht, bestimmte Bauteilbereiche gezielt mittels der Linearwerkzeuge zu reinigen. Bei einem Einsatz von mehreren Linearwerkzeugen und/oder mehreren Halterungen ist bevorzugt jedes Linearwerkzeug und/oder jede Halterung über dem Bauteil frei positionierbar und kann somit einem zu reinigenden Bereich der Bauteiloberfläche zugeordnet werden. Hierfür wird die Haltungen und/oder das Linearwerkzeug über dem zu reinigenden Bereich positioniert und aktiviert. Zudem kann weiterhin vorteilhaft die Bewegung der Linearwerkzeuge und/oder Halterungen zur Verbesserung der Reinigungsleistung verwendet werden, indem beispielsweise eine Bewegung quer zur Förderbandrichtung alternierend ausgeführt wird und das damit verbundene Kratzen der Linearwerkzeuge auf der Bauteiloberfläche diese zusätzlich reinigt.
  • Weiterhin bevorzugt weist die Vorrichtung direkt nach der Übergabe der Bauteile aus dem Pulverbett auf das Förderband eine Reinigungsvorrichtung auf, die periodisch Linearwerkzeuge auf die Bauteile absenkt und wieder anhebt und so eine Separierung der Bauteile bewirkt. Besonders bevorzugt sind die Linearwerkzeuge dabei starr, beispielsweise Lanzen oder Nägel.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung ist der Reinigungsvorrichtung zur Separierung eine Grobreinigungsvorrichtung nachgeordnet, in der ebenfalls Linearwerkzeuge auf die Bauteile alternierend einwirken. Bevorzugt sind die Linearwerkzeuge in der Grobreinigungsstation Ketten.
  • Weiterhin bevorzugt sind der Grobreinigungsstation noch weitere Reinigungsstationen nachgeordnet. Diese können pneumatisch auf die Bauteile einwirken und/oder diese mit Strahlgut beaufschlagen.
  • Als weitere Reinigungsstation ist bevorzugt eine Nachbehandlungsstation vorgesehen, in der eine gezielte lokale Behandlung von Bereichen vorgenommen wird, denen immer noch viel Pulver anhaftet. Diese Nachbehandlungsstation kann beispielsweise durch einen Roboter realisiert werden, der die zu reinigenden Bereiche einer pneumatischen Behandlung oder einer Beaufschlagung mit Strahlgut unterzieht.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Sensorik auf, um die Bauteilgeometrie zu scannen und/oder das Bauteilgewicht zu bestimmen. Anhand dieser Daten kann vorteilhaft der Reinigungsfortschritt bestimmt werden. Besonders bevorzugt ist eine derartige Sensorik an mehreren Positionen angeordnet, beispielsweise nach jeder Reinigungsstation.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung Einrichtungen zur Positionsänderung der Bauteile auf dem Förderband auf. In einer einfachen Ausgestaltung sind diese Einrichtungen Umwerfer, die die auf dem Förderband befindlichen Bauteile einfach umdrehen. Alternativ können auch Roboter vorgesehen sein, die die Bauteile umdrehen beziehungsweise so bewegen, dass noch zu reinigende Bereiche den Reinigungswerkzeugen zugänglich sind.
  • Besonders bevorzugt sind die Einrichtungen zur Positionsänderung so angeordnet, dass jeder Reinigungsschritt auf möglichst der gesamten Bauteiloberfläche einwirkt.
  • Weiterhin bevorzugt weist die Vorrichtung eine Steuerungseinheit auf. Die Steuerungseinheit empfängt die ermittelten Daten der Sensorik. Anhand dieser Daten kann die Steuerungseinheit den Reinigungsvorgang überwachen und mittels Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung weiterer Reinigungsstationen den Gesamtprozess optimieren.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
  • Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnung, die eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, näher erläutert.
  • 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei werden Bauteile 1 mittels selektivem Laserschmelzen in einem Pulverbett hergestellt. Anschließend werden die Bauteile 1 direkt aus dem Pulverbett (in der Figur nicht gezeigt) auf ein Förderband 2 verbracht. Das Förderband 2 ist dabei als Metallgitter ausgeführt, durch das sich während der Reinigung lösendes Pulver fällt und in einem darunter befindlichen Sammelbehälter für Restpulver 3 sammelt. Der Sammelbehälter für Restpulver 3 wird vollautomatisch regelmäßig entleert und das Pulver wird einer Wiederaufbereitung zugeführt, die zusammenklebendes Pulver trennt. Anschließend wird das Pulver für den Herstellungsprozess wieder verwendet.
  • In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt die Separierung V1 der Bauteile 1 mittels sich auf und ab bewegender Lanzen 11. Diese wirken mittels ihrer Gewichtskraft auf die Bauteile 1 ein und trennen aneinanderhaftende Bauteile 1. Die Lanzen 11 werden zusätzlich noch mit Druckluft beaufschlagt, wodurch eine hämmernde Bewegung der Lanzen 11 erreicht wird.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt die Grobreinigung V2 der Bauteile 1. Hier werden Ketten 21 von oben auf die Bauteile 1 abgesenkt und wieder angehoben, so dass die Ketten 21 bei ihrem Auftreffen auf die Bauteile 1 anhaftendes Pulver abschlagen und durch das auf der Oberfläche der Bauteile 1 Entlangkratzen noch mehr Pulver abtragen.
  • In einem dritten Verfahrensschritt erfolgt eine erste Feinreinigung V3 mittels Druckluft. Diese wird über in einem Raster angeordnete Druckluftlanzen 31 auf die Bauteile 1 gebracht. Die Geometrie der Bauteile 1 wurde dabei im Vorfeld durch Sensorik abgetastet, so dass die Druckluftlanzen 31 so ausgerichtet sind, dass jede Druckluftlanze 31 nahe am Bauteil 1 angeordnet ist. Dadurch kann die Wirkung der Druckluft verbessert werden.
  • In einem vierten Verfahrensschritt erfolgt die zweite Feinreinigung V4 mittels Strahlmittel. Hierzu werden Druckluftlanzen mit Strahlmittel 41 analog zum dritten Verfahrensschritt an die Bauteile 1 herangeführt. Unter dem Förderband 2 befindet sich ab diesem Verfahrensschritt ein anderer Sammelbehälter, da nun eine Mischung aus Strahlmittel und Materialpulver durch das Förderband 2 fällt.
  • In einem letzten Verfahrensschritt erfolgt eine lokale Nachbehandlung V5. Dabei werden die Bauteile von einem Roboter 51 gehalten und gegenüber einer Einzellanze mit Strahlmittel 52 positioniert. Die Position der nachzuarbeitenden Bereiche der Bauteile 1 wurde zuvor mittels Sensorik ermittelt.
  • Nach Durchlaufen dieser fünf Verfahrensschritte sind die Bauteile 1 so gereinigt, dass sie zur weiteren Verarbeitung geeignet sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bauteil
    2
    Förderband
    3
    Restpulver
    11
    Lanzen
    21
    Ketten
    31
    Druckluftlanzen
    41
    Druckluftlanzen mit Strahlmittel
    51
    Roboter
    52
    Einzellanze mit Strahlmittel
    V1
    Separierung
    V2
    Grobreinigung
    V3
    erste Feinreinigung
    V4
    zweite Feinreinigung
    V5
    lokale Nacharbeitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017002448 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Reinigung von in einem Pulverbett erzeugten Bauteilen (1), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verfahrensschritt (V1, V2) das Einwirken kinetischer Energie von Linearwerkzeugen (11, 21) umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearwerkzeuge (11, 21) Ketten, Bänder oder starre Gebilde sind.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Linearwerkzeug (11, 21) ein oder mehrere Bereiche hat, die ein deutlich erhöhtes Gewicht aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile (1) auf einem Förderband (2) angeordnet sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (2) Ausnehmungen aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Verfahrensschrittes (V1, V2, V3, V4, V5) die Position der Bauteile (1) relativ zum Linearwerkzeug (11, 21) geändert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Verfahrensschritt (V1, V2, V3, V4, V5) das Einwirken von Druckluft, Strahlgut oder eine lokale Nachbehandlung umfasst.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Verfahrensdurchführung Daten der Bauteile (1) wie Gewicht und/oder die Geometrie erfasst werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Daten der Bauteile (1) an eine Steuerungseinheit übermittelt werden und die Steuerungseinheit unter Einbeziehung der Daten der Bauteile (1) den Reinigungsprozess steuert.
  10. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Reinigungsstation aufweist, in der Linearwerkzeuge (11, 21) auf die zu reinigenden Bauteile (1) einwirken.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020117457A1 (de) 2020-07-02 2022-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Entpulvern von additiv gefertigten Bauteilen
DE102021200356A1 (de) 2021-01-15 2022-07-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Prozessanordnung zur Durchführung eines pulverbasierten 3D-Druckverfahrens sowie eine Entpulverungsstation und ein Verfahren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2517490A (en) * 2013-08-23 2015-02-25 Univ Montfort Additive manufacturing methods
US20170144382A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 United Technologies Corporation Additive manufactured conglomerated powder removal from internal passages
US20180207889A1 (en) * 2017-01-24 2018-07-26 General Electric Company Material extraction tool
DE102017206815A1 (de) * 2017-04-24 2018-10-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Säuberung eines generativ gefertigten Teils

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2517490A (en) * 2013-08-23 2015-02-25 Univ Montfort Additive manufacturing methods
US20170144382A1 (en) * 2015-11-20 2017-05-25 United Technologies Corporation Additive manufactured conglomerated powder removal from internal passages
US20180207889A1 (en) * 2017-01-24 2018-07-26 General Electric Company Material extraction tool
DE102017206815A1 (de) * 2017-04-24 2018-10-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Säuberung eines generativ gefertigten Teils

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020117457A1 (de) 2020-07-02 2022-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Entpulvern von additiv gefertigten Bauteilen
DE102021200356A1 (de) 2021-01-15 2022-07-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Prozessanordnung zur Durchführung eines pulverbasierten 3D-Druckverfahrens sowie eine Entpulverungsstation und ein Verfahren

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