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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum additiven Herstellen eines Bauteils gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
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Eine Vorrichtung zum additiven Herstellen eines Bauteils ist bereits aus der
EP 2 956 822 B1 bekannt. Diese Vorrichtung umfasst ein Trägerelement, welche auch als Bauplattform bezeichnet werden kann und auf dessen Oberfläche ein dreidimensionales Objekt als das Bauteil gebildet wird. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Bauplatte, welche auch als Kassette bezeichnet werden kann, mit einem halbdurchlässigen Element, welches eine Baufläche aufweist, welche mit dem Trägerelement einen Baubereich zwischen der Baufläche und dem Trägerelement definiert. In den Baubereich ist ein Flüssigpolymer einbringbar, wobei der Baubereich durch die Bauplatte hindurch von einer Strahlungsquelle bestrahlt wird, wodurch ein fester polymerisierter Bereich aus dem Flüssigpolymer gebildet werden kann. Um eine Bildung oder Erhaltung einer aus der polymerisierbaren Flüssigkeit bestehenden Flüssigkeitstrennschicht zu dem festen polymerisierten Bereich und der Baufläche zu fördern, ist das halbdurchlässige Element für einen Polymerisationsinhibitor durchlässig, sodass die Baufläche über das halbdurchlässige Element in Fluidverbindung mit einer Polymerisationsinhibitorquelle ist. Durch den Polymerisationsinhibitor wird die Polymerisation der Flüssigkeitsfilmtrennschicht verhindert, sodass das hergestellte Objekt besonders einfach von der Baufläche entfernt werden kann und ein Anheften des Objekts an der Baufläche unterbunden werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum additiven Herstellen eines Bauteils zu schaffen, welche ein Herstellen eines Endlosbauteils ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum additiven Herstellen eines Bauteils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum additiven Herstellen eines Bauteils, mit einem einen strahlungsdurchlässigen Boden aufweisenden Behälter. Im Behälter ist ein flüssiges Grundmaterial des Bauteils einfüllbar. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren eine unterhalb des Bodens des Behälters angeordnete Strahlungsquelle, mittels welcher Strahlung zum Polymerisieren des Grundmaterials durch den Boden in den Behälter leitbar ist. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine Fördereinrichtung auf, mittels welcher das durch Polymerisieren des flüssigen Grundmaterials hergestellte Bauteil nach oben aus dem Behälter heraus förderbar ist. Um eine Herstellung eines Endlosbauteils mittels der Vorrichtung zu ermöglichen und eine Limitierung einer Höhe des hergestellten Bauteils aufgrund einer Höhe der Vorrichtung zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fördereinrichtung wenigstens ein rundgeführtes Förderelement aufweist, mittels welchem das Bauteil kontinuierlich endlos förderbar ist. Die Fördereinrichtung ist insbesondere in ihrer Position relativ zum Behälter fixiert, sodass sie das Bauteil unabhängig von dessen Höhe kontinuierlich fördern kann. Die Fördereinrichtung greift somit beispielsweise das Bauteil in einem oberhalb des Grundmaterials in dem Behälter angeordneten Bereich, wobei ein Abstand der Fördereinrichtung zu einer jüngsten hergestellten Schicht des Bauteils bei Fördern des Bauteils konstant ist. Für das Fördern des Bauteils weist die Fördereinrichtung das wenigstens eine rundgeführte Förderelement auf, welches beispielsweise im Kreis geführt wird. Mittels des wenigstens einen Förderelements wird das Bauteil kontinuierlich aus dem Behälter herausgefördert, wodurch das Bauteil endlos hergestellt werden kann. Das Rundführen des Förderelements ermöglicht, dass die Fördereinrichtung in ihrer Position relativ zum Behälter konstant gehalten werden kann. Eine Limitierung einer maximalen Höhe des herzustellenden Bauteils, insbesondere durch eine maximale Höhe einer Vorrichtung und/oder eines von der Vorrichtung umschlossenen Volumens, bis zu welcher das als erstes hergestellte Ende des Bauteils mittels einer Fördereinrichtung gemäß dem Stand der Technik angehoben werden kann, kann mittels der Fördereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterbunden werden. Die Herstellung des Endlosbauteils mittels der Vorrichtung ermöglicht ein besonders einfaches Herstellen von Teilbauteilen aus dem Bauteil, indem das Endlosbauteil in die Teilbauteile unterteilt wird anstatt einer einzelnen Herstellung der jeweiligen Teilbauteile mittels jeweiliger nacheinander ausgeführter additiver Herstellprozesse.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das wenigstens eine rundgeführte Förderelement eine beim Fördern an das Bauteil anpassbare Oberfläche aufweist. Das bedeutet, dass die Oberfläche des rundgeführten Förderelements beim Fördern durch Kontakt mit dem Bauteil an eine Außenkontur des Bauteils angepasst wird, wodurch das Bauteil mittels des Förderelements besonders sicher gegriffen und hierdurch besonders sicher gefördert werden kann. Insbesondere weist das rundgeführte Förderelement hierfür eine nachgiebige Oberfläche auf, welche bei Kontakt mit der Außenkontur des Bauteils gegen die Außenkontur des Bauteils nachgibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche des wenigstens einen rundgeführten Förderelements eine Reibverbindung mit der Außenkontur des Bauteils herstellen, sodass das Bauteil mittels des rundgeführten Förderelements über Reibung nach oben aus dem Behälter heraus förderbar ist. Insbesondere ermöglicht die an die Außenkontur des Bauteils anpassbare Oberfläche des rundgeführten Förderelements, dass mittels des Förderelements das endlos hergestellte Bauteil sowohl bei einer kontinuierlichen Außenkontur des Bauteils über dessen Längserstreckungsrichtung, als auch bei einer variierenden Außenkontur des Bauteils über dessen Längserstreckungsrichtung gegriffen und somit gefördert werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens eine rundgeführte Förderelement ein Förderband aufweist, an welchem Stacheln und/oder Nadeln und/oder eine Schwammstruktur und/oder eine Gitterstruktur abstehend angeordnet sind. Dieses Förderband ist insbesondere im Kreis geführt, um eine feste Positionierung der Fördereinrichtung relativ zum Behälter bei einer kontinuierlichen Förderung des Endlosbauteiles zu ermöglichen. Die jeweiligen Stacheln und/oder Nadeln und/oder die Schwammstruktur und/oder die Gitterstruktur sind zum Fördern des Bauteils mit der Außenkontur des Bauteils in Eingriff bringbar, sodass mittels der Nadeln und/oder der Stacheln und/oder der Schwammstruktur und/oder der Gitterstruktur das endlos hergestellte Bauteil aus dem Behälter gefördert werden kann. Die Nadeln und/oder die Stacheln und/oder die Schwammstruktur und/oder die Gitterstruktur sind hinsichtlich ihrer Position entlang der Längserstreckungsrichtung des Förderbands an dem Förderband fixiert. Mittels der Nadeln und/oder der Stacheln und/oder der Schwammstruktur und/oder der Gitterstruktur ist das Bauteil entlang seiner Außenkontur besonders sicher greifbar, sodass eine kontinuierliche Förderung des Bauteils sichergestellt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nadeln und/oder die Stacheln und/oder die Schwammstruktur und/oder die Gitterstruktur elastisch und/oder durch Kontakt mit dem Bauteil in ihrem Überstand relativ zum Förderband einstellbar sind. Unter der Elastizität der Nadeln und/oder der Stacheln und/oder der Schwammstruktur und/oder der Gitterstruktur ist zu verstehen, dass diese in ihrer Form veränderbar beziehungsweise flexibel und somit biegsam ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich sind die Nadeln und/oder die Stacheln und/oder die Schwammstruktur und/oder die Gitterstruktur hinsichtlich ihres Überstehens zu dem Förderband relativ zu dem Förderband bewegbar sind. Das bedeutet, dass die Nadeln und/oder die Stacheln und/oder die Schwammstruktur und/oder die Gitterstruktur unterschiedlich weit über das Förderband abstehen können, wobei das jeweilige Abstehen über den Kontakt mit dem Bauteil eingestellt wird, sodass die Oberfläche des Förderelements an die Außenkontur des Bauteils angepasst werden kann. Das bedeutet, dass die Nadeln und/oder die Stacheln und/oder die Schwammstruktur und/oder die Gitterstruktur maximal über das Förderband abstehen, zumindest bis diese in Kontakt mit der Außenkontur des Bauteils kommen. Bei Kontakt mit der Außenkontur des Bauteils werden die Nadeln und/oder die Stacheln und/oder die Schwammstruktur und/oder die Gitterstruktur in Abhängigkeit von der geometrischen Ausgestaltung der Außenkontur relativ zum Förderband in ihrem Überstand zum Förderband eingestellt, wobei eine jeweilige Position der Nadeln und/oder der Stacheln und/oder der Schwammstruktur und/oder der Gitterstruktur entlang der Längserstreckungsrichtung des Förderbands konstant bleibt. Die Elastizität und das Einstellen des Überstands ermöglichen jeweils ein besonders sicheres Greifen des Bauteils mittels der Fördereinrichtung.
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Es hat sich in einer weiteren Ausbildung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn das wenigstens eine rundgeführte Förderelement eine mit Luft gefüllte Rolle ist, deren Oberfläche dazu eingerichtet ist, gegen das Bauteil nachzugeben. Das bedeutet, dass die Rolle schlaff mit Luft gefüllt ist, sodass die Oberfläche der Rolle bei Kontakt mit der Außenkontur des Bauteils sich an die Außenkontur des Bauteils anlegt. Das Anlegen der Oberfläche der Rolle an die Außenkontur des Bauteils führt dazu, dass das Bauteil mittels der Rolle sicher gegriffen und hierdurch besonders sicher gefördert werden kann. Hierbei kann zwischen der Oberfläche der Rolle und der Außenkontur des Bauteils ein Reibschluss hergestellt werden, um ein Greifen und somit ein Fördern des Bauteils sicherzustellen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum additiven Herstellen eines Bauteils. Bei dem Verfahren wird zum Herstellen des Bauteils ein flüssiges Grundmaterial, welches in einem eine Strahlungsdurchlässigen Boden aufweisenden Behälter eingefüllt ist, durch Bestrahlung mit von einer Strahlungsquelle bereitgestellten, über den Boden in den Behälter eingeleiteten Strahlung schichtweise polymerisiert wird. Des Weiteren wird bei dem Verfahren mittels einer Fördereinrichtung das durch Polymerisieren des flüssigen Grundmaterials hergestellte Bauteil nach oben aus dem Behälter herausgefördert. Das bedeutet, dass in Vorbereitung auf das Verfahren das flüssige Grundmaterial in den Behälter eingefüllt wird und anschließend zum Herstellen des Bauteils die Strahlungsquelle aktiviert wird, mittels welcher der strahlungsdurchlässige Boden des Behälters bestrahlt wird. Die von der Strahlungsquelle bereitgestellte Strahlung wird über den strahlungsdurchlässigen Boden des Behälters in das flüssige Grundmaterial eingeleitet, wodurch das flüssige Grundmaterial polymerisiert. Das polymerisierte Grundmaterial bildet das Bauteil schichtweise. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Bauteil als Endlosbauteil hergestellt wird und mittels wenigstens eines rundgeführten Förderelements der Fördereinrichtung kontinuierlich endlos gefördert wird. Das bedeutet, dass das Bauteil durch schichtweises Polymerisieren des Grundmaterials hergestellt wird, wobei die eine jeweils neuere polymerisierte Schicht des Grundmaterials an einer Unterseite einer älteren, direkt vor der neueren Schicht polymerisierten Schicht des Grundmaterials aufgetragen wird. Des Weiteren wird das hergestellte Bauteil nach oben aus dem Behälter mittels der Fördereinrichtung gefördert, sodass an einer Unterseite des geförderten Bauteils eine weitere Schicht des polymerisierten Grundmaterials polymerisiert werden kann. Folglich wird das Bauteil mittels der Fördereinrichtung entgegen der Schwerkraft aus dem Behälter gefördert. Die Fördereinrichtung ist dazu eingerichtet, das Bauteil kontinuierlich unabhängig von einer Länge des Bauteils zu fördern. Hierfür ist die Fördereinrichtung in ihrer Position relativ zum Behälter fixiert, wobei das Bauteil beim Fördern des Bauteils relativ zur Fördereinrichtung mittels der Fördereinrichtung bewegt wird. Das kontinuierliche Fördern des Bauteils mittels der Fördereinrichtung ermöglicht das Herstellen des Endlosbauteils.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Rohling in dem Behälter angeordnet wird, auf dessen Oberfläche das Grundmaterial schichtweise polymerisiert wird, wodurch das Herstellen des Bauteils gestartet wird. Mit anderen Worten wird zum Starten des Verfahrens der Rohling in dem Behälter angeordnet und das Grundmaterial in den Behälter eingefüllt. Eine erste Schicht an polymerisiertem Grundmaterial wird auf der Oberfläche des Rohlings polymerisiert als Startende des endlosen Bauteils. Der Rohling kann beispielsweise mittels der Fördereinrichtung aus dem Behälter gefördert werden, um ein weiteres Polymerisieren des Grundmaterials in Schichten zu ermöglichen. Mittels des Rohlings ist das Herstellen des Bauteils besonders einfach zu starten. Der Rohling wird mittels der Fördereinrichtung analog zum Bauteil aus dem Behälter gefördert.
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Es hat sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn das endlos hergestellte Bauteil in Teilbauteile zertrennt wird. Das bedeutet, dass das endlos hergestellte Bauteil nach dessen Förderung aus dem Behälter in die Teilbauteile unterteilt wird. Das Unterteilen des Bauteils in die Teilbauteile ermöglicht ein besonders schnelles Herstellen der Teilbauteile, da die Teilbauteile nicht in einzelnen additiven Herstellungsprozessen herzustellen sind, sondern kontinuierlich durch Unterteilen des Endlosbauteils bereitgestellt werden können. Das Verfahren ermöglicht somit ein besonders schnelles Herstellen der Teilbauteile, bei welchen es sich insbesondere um Profilbauteile für ein Kraftfahrzeug handeln kann.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum additiven Herstellen eines Endlosbauteils mit einem Behälter, in welchem ein mittels Strahlung polymerisierbares Grundmaterial angeordnet ist, wobei durch Polymerisieren des Grundmaterials das Bauteil schichtweise herstellbar ist;
- 2a-2d jeweilige schematische Seitenansichten unterschiedlicher rundgeführter Förderelemente einer Fördereinrichtung der Vorrichtung, wobei die Fördereinrichtung dazu eingerichtet ist, das Bauteil kontinuierlich endlos zu fördern.
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Gleiche Elemente sind in den Fig. mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum additiven Herstellen eines Bauteils 2 dargestellt. Mittels der Vorrichtung 1 ist das Bauteil 2 somit schichtweise herstellbar. Die Vorrichtung 1 weist vorliegend einen Behälter 3 mit einem strahlungsdurchlässigen Boden 4 auf. In dem Behälter 3 ist ein flüssiges Grundmaterial 5, aus welchem durch Polymerisation das Bauteil 2 herstellbar ist, einfüllbar. Die Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine Strahlungsquelle 6, bei welcher es sich vorliegend um eine Lichtquelle handelt. Mittels der Strahlungsquelle 6, welche unterhalb des Behälters 3 angeordnet ist, ist Strahlung 7 zumindest in Richtung des strahlungsdurchlässigen Bodens 4 des Behälters 3 bereitstellbar. Die auf den Boden 4 des Behälters 3 auftreffende Strahlung 7 wird über den strahlungsdurchlässigen Boden 4 in von dem Behälter 3 aufgenommenes Grundmaterial 5 eingeleitet, wodurch das Grundmaterial 5 polymerisiert. Bei dem Grundmaterial 5 handelt es sich vorliegend um ein Kunstharz. Die Vorrichtung 1 ist somit dazu eingerichtet, das Bauteil 2 in einem Stereolithographieverfahren herzustellen.
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Um ein schichtweises Herstellen des Bauteils 2 mittels der Vorrichtung 1 zu ermöglichen, weist die Vorrichtung 1 eine Fördereinrichtung 8 auf, mittels welcher das durch Polymerisieren des flüssigen Grundmaterials 5 hergestellte Bauteil 2 nach oben aus dem Behälter 3 heraus förderbar ist. Die Fördereinrichtung 8 ist vorliegend in ihrer Position relativ zum Behälter 3 fixiert, um ein endloses Fördern des Bauteils 2 und somit ein Herstellen des Bauteils 2 als Endlosbauteil zu ermöglichen. Für eine Weiterverarbeitung kann das endlos hergestellte Bauteil 2 in mehrere Teilbauteile zertrennt werden. Das Herstellen des Endlosbauteils und das anschließende Trennen des Endlosbauteils in die Teilbauteile ermöglicht ein besonders schnelles und kontinuierliches Herstellen der Teilbauteile.
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Um das Endlosbauteil mittels der Vorrichtung 1 additiv herstellen zu können, wird das flüssige Grundmaterial 5 in den Behälter 3 eingefüllt. Anschließend wird der strahlungsdurchlässige Boden 4 des Behälters 3 mittels der Strahlungsquelle 6 mit Strahlung 7 bestrahlt. Die auf den Boden 4 auftreffende Strahlung 7 wird über den strahlungsdurchlässigen Boden 4 in das flüssige Grundmaterial 5 eingeleitet. In Reaktion mit der Strahlung 7 polymerisiert das flüssige Grundmaterial 5, wodurch das Bauteil 2 schichtweise additiv hergestellt wird. Mittels der Fördereinrichtung 8 wird das schichtweise hergestellte Bauteil 2 aus dem Behälter 3 herausgefördert, sodass durch das Herstellen weiterer Schichten das Bauteil 2 endlos hergestellt werden kann.
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Um das endlose Fördern des Bauteils 2 mittels der Fördereinrichtung 8 zu ermöglichen, weist die Fördereinrichtung 8 wenigstens ein rundgeführtes Förderelement 9 auf, mittels welchem das Bauteil 2 kontinuierlich endlos förderbar ist. Die Fördereinrichtung 8 umfasst das wenigstens eine rundgeführte Förderelement 9, insbesondere mehrere gleiche oder unterschiedlich ausgebildete rundgeführte Förderelemente 9. Umfasst die Fördereinrichtung 8 mehrere Förderelemente 9 zum Fördern des Bauteils 2, dann kann über ein jeweiliges Einstellen relativer Fördergeschwindigkeiten der Förderelemente 9 zueinander eine Krümmung des Bauteils 2 bei dessen Herstellung eingestellt werden. Das bedeutet, dass das Bauteil 2 mittels der mehreren rundgeführten Förderelemente 9 unterschiedlich schnell gefördert wird, sodass das Bauteil 2 in einem Bogen aus dem Behälter 3 gefördert wird, wodurch eine Krümmung in das Bauteil 2 eingebracht wird.
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Unterschiedliche mögliche Ausgestaltungen des rundgeführten Förderelements 9 sind in den 2a bis 2d jeweils schematisch dargestellt. Insbesondere weist das jeweilige rundgeführte Förderelement 9 eine beim Fördern an das Bauteil 2 anpassbare Oberfläche beziehungsweise Außenkontur auf. Das bedeutet, dass eine jeweilige geometrische Ausgestaltung der Außenkontur des jeweiligen Förderelements 9 in Kontakt mit der Oberfläche des Bauteils 2 gegen das Bauteil 2 nachgibt, sodass sich die Außenkontur des jeweiligen Förderelements 9 in ihrer geometrischen Ausgestaltung an die Oberfläche des Bauteils 2 anpasst. Das Anpassen der jeweiligen Außenkontur des jeweiligen Förderelements 9 ermöglicht ein besonders sicheres Greifen des Bauteils 2 mittels des jeweiligen rundgeführten Förderelements 9 und hierdurch ein besonders sicheres Fördern des Bauteils 2.
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Bei der in 2b dargestellten Ausführungsform des rundgeführten Förderelements 9 ist das rundgeführte Förderelement 9 als eine mit Luft gefüllte Rolle 10 ausgebildet. Diese Rolle 10 ist insbesondere schlaff mit Luft gefüllt, sodass die Außenkontur der Rolle 10 an die Oberfläche des Bauteils 2 bei einem Kontakt der Rolle 10 mit der Oberfläche des Bauteils 2 angepasst wird. Über Reibung zwischen der Rolle 10 und dem Bauteil 2 wird das Bauteil 2 von der Rolle 10 gegriffen. Durch Rotieren der Rolle 10 um eine sich senkrecht zu einer Förderrichtung des Bauteils 2 erstreckenden Schwenkachse wird das Bauteil 2 mittels der Rolle 10 aus dem Behälter 3 heraus gefördert.
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Bei den in 2a, 2c und 2d dargestellten Ausgestaltungen des rundgeführten Förderelements 9 weist das Förderelement 9 jeweils ein Förderband 11 auf, welches beim Fördern des Bauteils 2 im Kreis geführt wird. Hierbei kann das Förderband 11 mittels eines Zahnrads 12 über eine Verzahnung des Zahnrads 12 mit dem Förderband 11 und/oder über rotierende Aktoren 13, insbesondere über Reibung, im Kreis geführt werden. Um mittels des jeweiligen Förderelements 9 das Bauteil 2 greifen zu können, sind an dem Förderband 11, wie in 2a dargestellt ist, eine Gitterstruktur 14 und/oder ein Schwamm und/oder, wie in 2c dargestellt ist, Nadeln 15 und/oder, wie in 2d dargestellt ist, Stacheln 16 angeordnet. Die Gitterstruktur 14 und/oder die Nadeln 15 und/oder die Stacheln 16 können aus einem elastischen oder aus einem steifen Material gebildet sein. Die Ausbildung der Gitterstruktur 14 und/oder der Nadeln 15 und/oder der Stacheln 16 aus einem elastischen Material ermöglicht das Nachgeben der Außenkontur des Förderelements 9 gegen die Oberfläche des Bauteils 2 beim Fördern des Bauteils 2. Überdies können die Gitterstruktur 14 und/oder die Nadeln 15 und/oder die Stacheln 16 in ihre über eine Oberfläche des Förderbands 11 abstehenden Überstandslänge in Kontakt mit der Oberfläche des Bauteils 2 eingestellt werden, um das Anpassen der Außenkontur des Förderelements 9 an die Oberfläche des Bauteils 2 zu ermöglichen. Das bedeutet, dass die Gitterstruktur 14 und/oder die Nadeln 15 und/oder die Stacheln 16 bei Kontakt mit der Oberfläche des Bauteils 2 relativ zum Förderband 11 durch das Förderband 11 hindurch geschoben werden und somit in ihrer Überstandslänge eingestellt werden, bis das Förderelement 9 eine mit der Oberfläche des Bauteils 2 korrespondierende Außenkontur in dem Bereich aufweist, in welchem das Förderelement 9 mit dem Bauteil 2 in Kontakt steht.
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Um ein Herstellen des Endlosbauteils starten zu können, wird ein Rohling 17 in dem Behälter 3 angeordnet, wobei auf einer Oberfläche des Rohlings 17 durch Polymerisieren des Grundmaterials 5 das Herstellen des Bauteils 2 gestartet wird. Der Rohling 17 kann analog zum Bauteil 2 mittels der Fördereinrichtung 8 aus dem Behälter 3 gefördert werden, wie in 1 dargestellt ist. Das Endlosbauteil kann, nachdem dieses aus dem Behälter 3 mittels der Fördereinrichtung 8 gefördert worden ist, über eine Rolle einer Umlenkeinrichtung 18 umgelenkt werden, um das Endlosbauteil zu einer Weiterverarbeitungsstätte zu fördern.
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Der beschriebenen Vorrichtung 1 sowie dem beschriebenen Verfahren zum Herstellen des Endlosbauteils liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Allgemeinen Bauteile in der additiven Fertigung mehrteilig hergestellt werden, wenn sie nicht im Ganzen in einen Bauraum einer Maschine zum additiven Fertigen passen. Bei der mehrteiligen Herstellung kann durch notwendige Fügeverfahren ein besonders hoher Nachbearbeitungsaufwand hinsichtlich Kosten und Qualität entstehen. Darüber hinaus besteht eine Gefahr von mechanischen Schwachstellen, einer minderwertigen Optik, insbesondere in Bezug auf eine Oberfläche der Bauteile sowie eine Gefahr einer geringen Dichtheit jeweiliger Fügestellen. Darüber hinaus ist für das notwendige Fügeverfahren ein Vermittlermaterial notwendig, sodass das aus den mehreren Teilen gefügte Bauteil kein homogenes Material und insbesondere keine korrelierenden Bauteileigenschaften aufweist.
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Um diese Nachteile zu überwinden, wird bei der Vorrichtung 1 auf eine feste Bauplattform, auf welcher das Bauteil 2 additiv gefertigt wird und mittels welcher das Bauteil 2 gefördert wird, verzichtet. Stattdessen wird das Bauteil 2 mittels der Fördereinrichtung 8 selbst gefördert, wodurch es kontinuierlich aus dem Behälter 3, welcher eine Fertigungszelle für das Bauteil 2 bereitstellt, abtransportiert werden kann. Ist das hergestellte endlose Bauteil 2 aufgrund von Materialeigenschaften des Bauteils 2 ausreichend flexibel, dann kann es über die Umlenkeinrichtung 18 umgelenkt oder aufgewickelt werden. Bei einem starren Bauteil 2 beschränken eine Raumhöhe und eine Bauteilsteifigkeit des Bauteils 2 eine maximale Größe des Bauteils 2. Als Endlosbauteil kann insbesondere ein Profilbauteil mittels der Vorrichtung 1 hergestellt werden. Eine jeweilige Förderrichtung der Fördereinrichtung 8 kann während des Herstellens des Bauteils 2 variieren, um das Bauteil 2 gekrümmt herzustellen. Ein Variieren der Förderrichtung ist insbesondere nicht auf eine Raumrichtung limitiert. Das Variieren der Förderrichtung der Fördereinrichtung 8 kann durch unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten von mehreren Förderelementen 9 der Fördereinrichtung 8, welche auch als Greifer bezeichnet werden können, gewährleistet werden. Die Fördereinrichtung 8 kann unterschiedliche Förderelemente 9 aufweisen, welche in ihrer Außenkontur jeweils an die Oberfläche des Bauteils 2 anpassbar sind. Insbesondere kann die Oberfläche des Bauteils 2 von dem wenigstens einen Förderelement 9, insbesondere den Förderelementen 9 umschlossen werden. Insbesondere kann die Oberfläche des Bauteils 2 mit dem wenigstens einen Förderelement 9 verzahnt und/oder pneumatisch angepresst und/oder elastisch gegriffen und/oder über federbelastete Stifte gegriffen werden.
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Vorteilhaft an der Vorrichtung 1 ist, dass sehr große, insbesondere lange Bauteile 2 einteilig und aus einem homogenen Material hergestellt werden können, wenn die Fördereinrichtung 8 das hergestellte Bauteil 2 aus dem Behälter 3 heraus fördert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Bauteil
- 3
- Behälter
- 4
- Boden
- 5
- Grundmaterial
- 6
- Strahlungsquelle
- 7
- Strahlung
- 8
- Fördereinrichtung
- 9
- Förderelement
- 10
- Rolle
- 11
- Förderband
- 12
- Zahnrad
- 13
- Aktor
- 14
- Gitterstruktur
- 15
- Nadel
- 16
- Stachel
- 17
- Rohling
- 18
- Umlenkeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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