DE102018200361A1 - Method and device for dissolving and / or removing powder agglomeration - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Auflösen und/oder Entfernen von mindestens einer Pulveragglomeration (14) von einem durch additive Fertigung und/oder Guss erhaltenen Produkt (12), umfassend zumindest die folgenden Verfahrensschritte:a) zumindest teilweises Benetzen des Produkts (12) mit einem chemisch aktiven Medium (4),b) zumindest teilweises Auflösen und/oder Entfernen der mindestens einen Pulveragglomeration (14) mit dem chemischen aktiven Medium (4).A method for dissolving and / or removing at least one powder agglomeration (14) from a product (12) obtained by additive manufacturing and / or casting, comprising at least the following method steps: a) at least partially wetting the product (12) with a chemically active medium (4), b) at least partially dissolving and / or removing the at least one powder agglomeration (14) with the chemically active medium (4).
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, dreidimensionale Produkte durch additive Fertigung herzustellen. Dazu wird beispielsweise beim selektiven Laserstrahlschmelzen (SLM) oder Elektronenstrahlschmelzen (EBM) eine Pulverschicht bereitgestellt und mit einem Laser oder Elektronenstrahl lokal selektiv aufgeschmolzen. Durch das Aufschmelzen verbinden sich die Partikel des Pulvers miteinander, so dass aus dem Pulver das Material des Produkts entsteht. Anschließend wird dieser Vorgang für weitere Schichten des Pulvers wiederholt, so dass das herzustellende Produkt schichtweise erhalten wird. Ein solches Herstellungsverfahren ist beispielsweise aus der Schrift
Zur Entfernung des nicht aufgeschmolzenes Pulvers ist es regelmäßig erforderlich Sinterhälse, zwischen einzelnen nicht aufgeschmolzenen Pulverpartikeln aufzulösen, um das nicht aufgeschmolzene Pulver entfernen zu können. In der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Hier werden ein besonders vorteilhaftes Verfahren und eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zum Auflösen und/oder Entfernen von mindestens einer Pulveragglomeration von einem durch additive Fertigung und/oder Guss erhaltenen Produkt vorgestellt. Die abhängigen Ansprüche geben besonders vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung an.Here, a particularly advantageous method and a particularly advantageous device for dissolving and / or removing at least one powder agglomeration from a product obtained by additive manufacturing and / or casting are presented. The dependent claims specify particularly advantageous developments of the method and the device.
Das Verfahren zum Auflösen und/oder Entfernen von mindestens einer Pulveragglomeration (von einem durch additive Fertigung und/oder Guss erhaltenen Produkt, umfasst zumindest die folgenden Verfahrensschritte:
- a) zumindest teilweises Benetzen des Produkts mit einem chemisch aktiven Medium,
- b) zumindest teilweises Auflösen und/oder Entfernen der mindestens einen Pulveragglomeration mit dem chemischen aktiven Medium.
- a) at least partially wetting the product with a chemically active medium,
- b) at least partially dissolving and / or removing the at least one powder agglomeration with the chemically active medium.
Bauteile, welche mit additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden, weisen regelmäßig eine raue Oberfläche auf, an denen es zu einer Pulverablagerung bzw. Pulveranhaftungen kommen kann. Gemäß Stand der Technik werden die Bauteile regelmäßig gestrahlt, um derartige Pulverablagerungen bzw. Pulveranhaftungen zu entfernen. Zum Strahlen kann insbesondere ein Pulver verwendet werden, welches die gleichen Bestandteile enthält wie das als Ausgangsmaterial verwendete Pulver. Dabei ist es nur bedingt möglich, innenliegende Konturen derart freizulegen, dass dort agglomerierte Partikel des als Ausgangsmaterial verwendeten Pulvers entfernt werden. Dies liegt insbesondere daran, dass solche innenliegenden Konturen mit Strahlen nicht oder nur schwer erreichbar sind. Um die Vorteile von additiven Verfahren (wie insbesondere die Formfreiheit komplexer Geometrien) zu nutzen, ergibt sich die Notwendigkeit, auch innenliegende Kanäle entpulvern zu können. Dies wird mit dem hier beschriebenen Verfahren ermöglicht.Components which are manufactured using additive manufacturing processes regularly have a rough surface on which powder deposits or powder deposits can occur. According to the prior art, the components are blasted regularly to remove such powder deposits or powder deposits. For blasting, in particular a powder may be used which contains the same constituents as the powder used as starting material. It is only partially possible to expose internal contours such that there are removed agglomerated particles of the powder used as starting material. This is due in particular to the fact that such internal contours with rays are difficult or impossible to reach. In order to exploit the advantages of additive processes (in particular the freedom of form of complex geometries), there is the necessity of being able to demultivate internal channels as well. This is made possible by the method described here.
Dreidimensionale Produkte sind auch durch Gießprozesse herzustellen, für deren Gußvorgang Gußformen verwendet werden, die durch dreidimensionale, additive Fertigung und/oder Sintern hergestellt wurden. Von solchen Gußformen können sich partikelförmige Bestandteile an dem durch Gießvorgänge hergestellten Produkt ablagern. Derartige Ablagerungen sind ähnlich wie Pulverrückstände bei der additiven Fertigung zu entfernen. Auch dabei ist es oft schwierig, innenliegende Konturen zu erreichen.Three-dimensional products are also to be produced by casting processes, for the casting of which casting molds produced by three-dimensional additive manufacturing and / or sintering are used. Of such molds, particulate matter may deposit on the product produced by casting operations. Such deposits are similar to remove powder residues in additive manufacturing. Again, it is often difficult to achieve internal contours.
Als additive Fertigung kommt im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens insbesondere das Elektronenstrahlschmelzen in Betracht. Das beschriebene Verfahren kann aber auch auf jede andere Methode der additiven Fertigung angewendet werden, bei der ausgehend von einem Pulver ein dreidimensionales Produkt erhalten wird.In the context of the method described here, in particular, electron beam melting is considered additive manufacturing. However, the method described can also be applied to any other method of additive manufacturing in which, starting from a powder, a three-dimensional product is obtained.
Wie bereits ausgeführt können bei der additiven Fertigung Pulveragglomerationen zurückbleiben, insbesondere an innenliegenden Kanten und/oder in Kanälen des Produkts. Als Pulveragglomerationen sollen hier miteinander verbundene Partikel verstanden werden, die keinen Teil des herzustellenden Produkts bilden und die nach der Fertigung des Produkts beziehungsweise am Ende der Fertigung des Produkts zu entfernen sind. Pulveragglomerationen können aus wenigen Partikeln oder auch aus einer großen Anzahl von Partikeln bestehen. Insbesondere können die Pulveragglomerationen mit dem herzustellenden Produkt verbunden sein. Die Verbindung zwischen den Partikeln einer Pulveragglomeration untereinander und gegebenenfalls zu Partikeln, die das herzustellende Produkt bilden, sind schwächer ausgebildet als die Verbindungen zwischen den Partikeln, die das herzustellende Produkt bilden. Insbesondere dadurch sind Pulveragglomerationen von Partikeln des herzustellenden Produkts zu unterscheiden. Es ist auch möglich, dass sich Verbindungen zwischen den Partikeln des herzustellenden Produktes und Verbindungen zwischen Partikeln einer unerwünschten Pulveragglomeration dadurch unterscheiden, dass die Verbindungen des Produkts aus einem Hauptmaterial des Pulvers bestehen und die Verbindungen der Pulveragglomerationen aus einem Material einer Beschichtung auf dem Pulver.As already stated, additive agglomeration can leave behind powder agglomerations, in particular on internal edges and / or in channels of the product. Powder agglomerations are to be understood here as meaning interconnected particles which do not form part of the product to be produced and which are to be removed after the production of the product or at the end of the production of the product. Powder agglomerations can consist of a few particles or even of a large number of particles. In particular, the powder agglomerations may be associated with the product to be produced. The connection between the particles of a powder agglomeration with one another and optionally with particles which form the product to be produced are weaker than the connections between the particles which form the product to be produced. In particular, powder agglomerations of particles of the product to be produced can be distinguished. It is also possible that links between the particles of the product and compounds between particles of unwanted powder agglomeration differ in that the compounds of the product consist of a main material of the powder and the compounds of the powder agglomerations of a material of a coating on the powder.
Pulveragglomerationen können insbesondere auftreten, wenn ein bei der additiven Fertigung verwendetes Pulver gesintert wird. Das Pulver kann insbesondere gesintert werden, nachdem das Pulver als eine Schicht bereitgestellt wurde und bevor beispielsweise mit einem Laser lokal selektiv auf das Pulver eingewirkt wurde. Insbesondere kann für jede bereitgestellte Pulverschicht ein jeweiliges Sintern erfolgen. Durch ein Sintern des Pulvers kann die Stabilität des Pulvers und insbesondere der Pulverschichten gesteigert werden. Durch das Sintern können die Partikel des Pulvers über Sinterverbindungen (die auch als Sinterhälse bezeichnet werden können) miteinander verbunden werden. Es wird angenommen, dass eine Sinterverbindung zwischen Partikeln schwächer ist als eine Verbindung, die bei der additiven Fertigung beispielsweise durch Aufschmelzen mittels eines Lasers erhalten wird. Insbesondere können Partikel einer Pulveragglomeration durch Sinterverbindungen miteinander und/oder mit Partikeln des herzustellenden Produkts verbunden sein. Gesintertes Pulver und durch Aufschmelzen verbundene Partikel unterschieden sich insbesondere in der Stabilität der Verbindung zwischen den einzelnen Partikeln. Beim gesinterten Pulver halten die einzelnen Partikel nur durch die Sinterverbindungen mit einem oft sehr kleinen Durchmesser zusammen. Durch Aufschmelzen verbundene Partikel hingegen sind regelmäßig über eine größere Verbindungsfläche miteinander verbunden. Insbesondere können die Partikel derart miteinander verbunden sein, dass die einzelnen Partikel als solche nicht mehr erkennbar sind. Die einzelnen Partikel sind stattdessen zu einem einzigen Körper verschmolzen.Powder agglomerations may particularly occur when a powder used in additive manufacturing is sintered. In particular, the powder may be sintered after the powder has been provided as a layer and before, for example, locally selectively acting on the powder with a laser. In particular, sintering can be carried out for each powder layer provided. By sintering the powder, the stability of the powder and in particular the powder layers can be increased. By sintering, the particles of the powder can be connected to one another via sintered connections (which can also be referred to as sintering necks). It is believed that a sintering bond between particles is weaker than a compound obtained in additive manufacturing by, for example, reflowing by means of a laser. In particular, particles of powder agglomeration can be connected to one another by sintering compounds and / or with particles of the product to be produced. Sintered powder and particles joined by melting differed in particular in the stability of the connection between the individual particles. With the sintered powder, the individual particles only hold together through the sintered connections, often with a very small diameter. On the other hand, particles connected by melting are regularly connected to one another via a larger connecting surface. In particular, the particles may be connected to each other in such a way that the individual particles are no longer recognizable as such. The individual particles are instead fused into a single body.
Auch kann das beschriebene Verfahren bei der Herstellung von dreidimensionalen Produkten durch Guss eingesetzt werden. Als Pulveragglomerationen beim Guss kommen insbesondere Bestandteile einer Gussform in Betracht, die sich an dem hergestellten Produkt abgelagert haben. Im Nachfolgenden wird das Verfahren insbesondere anhand der additiven Fertigung beschrieben. Die nachfolgend und vorstehend für die additive Fertigung beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens sind auf die Herstellung durch Gussverfahren (insbesondere Gussverfahren, bei welchen als Gußform ein durch Sintern hergestellte Gußform verwendet wird) anwendbar und übertragbar, und umgekehrt.Also, the method described can be used in the production of three-dimensional products by casting. Powder agglomerations during casting are in particular components of a casting into consideration, which have been deposited on the product produced. In the following, the method will be described in particular with reference to additive manufacturing. The particular advantages and design features of the method described below and above for additive manufacturing are applicable and transferable to production by casting methods (in particular casting methods in which a mold produced by sintering is used as the casting mold), and vice versa.
Nach der Herstellung des Produkts oder am Ende der Herstellung des Produkts werden die Pulveragglomerationen vorzugsweise aufgelöst und/oder entfernt. Unter Auflösen einer Pulveragglomeration ist dabei zu verstehen, dass zumindest ein Teil der Verbindungen zwischen den Partikeln einer Pulveragglomeration aufgebrochen wird. Unter Entfernen einer Pulveragglomeration ist zu verstehen, dass die Pulveragglomeration von dem hergestellten Produkt getrennt wird. Das beschriebene Verfahren ist auf das Auflösen und/oder das Entfernen von Pulveragglomerationen gerichtet. Dabei kann das beschriebene Verfahren als Teil eines additiven Fertigungsprozesses beziehungsweise eines Gussverfahrens aufgefasst werden. Insbesondere kann das beschriebene Verfahren als ein letzter Verfahrensschritt eines Verfahrens zur additiven Fertigung beziehungsweise eines Gussverfahrens durchgeführt werden, bei dem vor Durchführung des beschriebenen Verfahrens das Produkt soweit hergestellt und freigelegt ist, dass Pulveragglomerationen insbesondere aus innenliegenden Konturen zu entfernen sind. Das beschriebene Verfahren kann aber auch als eigenes Verfahren nach Beendigung der additiven Fertigung beziehungsweise des Gussverfahrens durchgeführt werden. So kann insbesondere die additive Fertigung beziehungsweise das Gussverfahren an einem ersten Ort und/oder von einem ersten Benutzer durchgeführt werden, während das beschriebene Verfahren an einem zweiten Ort und/oder von einem zweiten Benutzer durchgeführt wird.After the preparation of the product or at the end of the production of the product, the powder agglomerations are preferably dissolved and / or removed. By dissolving a powder agglomeration, it is to be understood that at least part of the compounds between the particles of a powder agglomeration is broken up. Removal of powder agglomeration means that the powder agglomeration is separated from the product produced. The described method is directed to the dissolution and / or removal of powder agglomerations. In this case, the method described can be regarded as part of an additive manufacturing process or a casting process. In particular, the method described can be carried out as a last method step of a method for additive manufacturing or a casting method, in which prior to carrying out the described method, the product is prepared and exposed so far that powder agglomerations are to be removed in particular from internal contours. However, the method described can also be carried out as a separate method after completion of the additive manufacturing or the casting process. Thus, in particular, the additive manufacturing or the casting process can be performed at a first location and / or by a first user, while the described method is performed at a second location and / or by a second user.
Pulveragglomerationen können durch das beschriebene Verfahren durch ein chemisch aktives Medium aufgelöst und/oder entfernt werden. Als chemisch aktives Medium kommt jedes Medium in Betracht, dass dazu geeignet ist, Verbindungen zwischen Partikeln einer Pulveragglomeration untereinander und/oder von Partikeln der Pulveragglomeration zu dem herzustellenden Produkt aufzulösen. Insbesondere ist das chemisch aktive Medium eine anorganische Säure, vorzugsweise eine Mineralsäure, beispielsweise eine 96%ige Schwefelsäure oder eine 50%ige Schwefelsäure, oder das chemisch aktive Medium ist insbesondere ein Oxidationsmittel, beispielsweise Wasserstoffperoxid. Bei der additiven Fertigung mit gesintertem Pulver ist das chemisch aktive Medium insbesondere dazu geeignet, Sinterverbindungen zwischen Partikeln aufzulösen. Das chemisch aktive Medium kann in die Zwischenräume zwischen den über Sinterverbindungen miteinander verbundenen Partikeln eindringen. Damit besteht eine besonders große Kontaktfläche zwischen dem chemisch aktiven Medium und den Sinterverbindungen. Dadurch können die Sinterverbindungen besonders gut aufgelöst werden. Dazu kann auch beitragen, dass gesintertes Material oft sehr porös ist und/oder eine offene Struktur besitzt, so dass das chemisch aktive Medium zwischen den einzelnen Partikeln hindurchfließen und direkt die Sinterverbindungen auflösen kann.Powder agglomerations may be dissolved and / or removed by the described method through a chemically active medium. As a chemically active medium is any medium that is suitable to dissolve compounds between particles of a powder agglomeration with each other and / or particles of powder agglomeration to the product to be produced. In particular, the chemically active medium is an inorganic acid, preferably a mineral acid, for example a 96% sulfuric acid or a 50% sulfuric acid, or the chemically active medium is in particular an oxidizing agent, for example hydrogen peroxide. In the additive production with sintered powder, the chemically active medium is particularly suitable for dissolving sintered connections between particles. The chemically active medium can penetrate into the interstices between the particles interconnected via sintered compounds. This results in a particularly large contact area between the chemically active medium and the sintered compounds. As a result, the sintered compounds can be resolved particularly well. It can also contribute to the fact that sintered material is often very porous and / or has an open structure, so that the chemically active medium can flow between the individual particles and directly dissolve the sintered compounds.
Das beschriebene Verfahren kann insbesondere auf eine große Anzahl von Produkten zeitgleich angewendet werden. Dabei kann insbesondere von einem Batchverfahren gesprochen werden. Alle Produkte eines Bauprozesses können so gemeinsam von gesintertem Pulver befreit werden. The method described can be applied in particular to a large number of products at the same time. In particular, it is possible to speak of a batch process. All products of a construction process can be freed together from sintered powder.
In Schritt a) des beschriebenen Verfahrens wird das Produkt zumindest teilweise mit einem chemisch aktiven Medium benetzt.In step a) of the process described, the product is at least partially wetted with a chemically active medium.
Unter Benetzen des Produkts mit dem chemisch aktiven Medium ist zu verstehen, dass eine Oberfläche des Produkts zumindest im Bereich der aufzulösenden und/oder zu entfernenden Pulveragglomeration mit dem chemische aktiven Medium in Kontakt gebracht wird. Es kann die gesamte Oberfläche des Produkts benetzt werden. Es kann auch vorkommen, dass Pulveragglomerationen nur bei einem Teil des Produkts aufgelöst und/oder entfernt werden sollen, beispielsweise wenn das Produkt eine innenliegende Kante und/oder einen Kanal aufweist. Insbesondere in einem solchen Fall kann das beschriebene Verfahren auch auf diesen Teil des Produkts beschränkt durchgeführt werden, indem nur dieser Teil des Produkts mit dem chemisch aktiven Medium benetzt wird. Das Produkt kann insbesondere dadurch benetzt werden, dass das Produkt (vollständig oder teilweise) in das chemisch aktive Medium eingetaucht wird.By wetting the product with the chemically active medium, it is to be understood that a surface of the product is brought into contact with the chemical active medium at least in the region of the powder agglomeration to be dissolved and / or removed. It can be wetted the entire surface of the product. It may also happen that powder agglomerations are to be dissolved and / or removed only in a part of the product, for example if the product has an inner edge and / or a channel. In particular, in such a case, the described method can also be carried out limited to this part of the product by wetting only this part of the product with the chemically active medium. In particular, the product can be wetted by immersing the product (completely or partially) in the chemically active medium.
In Schritt b) des beschriebenen Verfahrens wird die mindestens eine Pulveragglomeration mit dem chemischen aktiven Medium zumindest teilweises entfernt und/oder aufgelöst.In step b) of the described method, the at least one powder agglomeration with the chemically active medium is at least partially removed and / or dissolved.
Die Pulveragglomeration kann bereits allein durch Kontakt des chemisch aktiven Mediums mit der Pulveragglomeration aufgelöst und/entfernt werden. Insoweit kann sich die Durchführung von Schritt b) darauf belaufen, das Produkt beziehungsweise die Pulveragglomeration über eine hinreichend lange Zeit dem chemisch aktiven Medium auszusetzen.The powder agglomeration can already be resolved and / or removed solely by contact of the chemically active medium with the powder agglomeration. Insofar, the implementation of step b) may amount to exposing the product or the powder agglomeration over a sufficiently long time to the chemically active medium.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt nach Schritt b) und/oder während zumindest eines Teils von Schritt b) eine Ultraschallbehandlung des Produkts.In a preferred embodiment of the method, an ultrasound treatment of the product takes place after step b) and / or during at least part of step b).
Durch die Ultraschallbehandlung kann die Pulveragglomeration besonders effizient aufgelöst und/oder entfernt werden. Das kann insbesondere daran liegen, dass durch Vibrationen der Partikel und/oder des Produkts eine zu trennende Verbindung mechanisch geschwächt wird. Eine derart geschwächte Verbindung kann leichter von dem chemisch aktiven Medium angegriffen werden.Due to the ultrasonic treatment, the powder agglomeration can be dissolved and / or removed particularly efficiently. This may be due in particular to the fact that a compound to be separated is mechanically weakened by vibrations of the particles and / or of the product. Such a weakened compound can be more easily attacked by the chemically active medium.
Zur Ultraschallbehandlung kann eine Ultraschallquelle derart angeordnet werden, dass Ultraschall in das Produkt, das Pulver und/oder das chemisch aktive Medium eingekoppelt wird.For ultrasonic treatment, an ultrasound source can be arranged such that ultrasound is coupled into the product, the powder and / or the chemically active medium.
Ultraschall wirkt sich auf das Produkt bzw. das Pulver als hochfrequente Vibration geringer Amplitude aus.Ultrasound affects the product or powder as low frequency, low amplitude vibration.
Die Ultraschallbehandlung erfolgt vorzugsweise zu einem Zeitpunkt, an dem das Produkt (noch) mit dem chemisch aktiven Medium benetzt ist. Insbesondere erfolgt die Ultraschallbehandlung zumindest während der gesamten Dauer von Schritt b). Alternativ kann die Ultraschallbehandlung aber auch durchgeführt werden, nachdem das chemisch aktive Medium (insbesondere nach Schritt b)) entfernt wurde. Auch können beispielsweise abwechselnd eine Ultraschallbehandlung und ein Benetzen des Produkts mit dem chemisch aktiven Medium erfolgen.The ultrasound treatment is preferably carried out at a time when the product is (still) wetted with the chemically active medium. In particular, the ultrasound treatment takes place at least during the entire duration of step b). Alternatively, however, the ultrasound treatment can also be carried out after the chemically active medium (in particular after step b)) has been removed. Also, for example, take place alternately ultrasonic treatment and wetting of the product with the chemically active medium.
Die Ultraschallbehandlung dient beispielsweise zum mechanischen Lösungen von Pulver bzw. Pulveragglomerationen, die durch den Einsatz des chemisch aktiven Mediums schon teilweise gelöst sind. Die Ultraschallbehandlung dient darüber hinaus auch zum Transport des chemisch aktiven Mediums zu dem zu lösenden Pulver bzw. zu den zu lösenden Pulveragglomerationen. Innerhalb von Zwischenräumen des Pulvers wirken (aufgrund der kleinen Kanalquerschnitte zwischen den Pulverpartikeln) auf das chemisch aktive Medium starke Kapillarkräfte, die den Transport des Pulvers stark einschränken. Dieser Transport kann allerdings durch Ultraschall stark verbessert werden.The ultrasonic treatment is used, for example, for mechanical solutions of powder or powder agglomerations, which are already partially solved by the use of the chemically active medium. In addition, the ultrasound treatment also serves to transport the chemically active medium to the powder to be dissolved or to the powder agglomerations to be dissolved. Within interspaces of the powder act (due to the small channel cross-sections between the powder particles) on the chemically active medium strong capillary forces that severely limit the transport of the powder. However, this transport can be greatly improved by ultrasound.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird nach Schritt
- b) und/oder während zumindest eines Teils von Schritt b) der folgende Verfahrensschritt durchgeführt:
- c) Entfernen der gemäß Schritt b) zumindest teilweise gelösten mindestens einen Pulveragglomeration aus dem Produkt durch Spülen.
- b) and / or during at least part of step b) the following method step is carried out:
- c) removing the at least partially dissolved according to step b) at least one powder agglomeration of the product by rinsing.
Durch das Spülen kann eine Kraft auf die Pulveragglomeration ausgeübt werden, die zum Entfernen und/oder Auflösen der Pulveragglomeration beitragen kann. Rinsing may impart a powder agglomeration force which may contribute to the removal and / or dissolution of powder agglomeration.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt c) ein gerichteter Spülstrahl mit einem vorgebbaren Mindestdruck zum Spülen verwendet.In a further preferred embodiment of the method, a directed flushing jet with a predeterminable minimum pressure is used for flushing in step c).
Der Spülstrahl kann mit jedem fließfähigen Medium gebildet sein. Bevorzugt ist der Spülstrahl mit einem flüssigen Medium gebildet. Der Spülstrahl kann beispielsweise mit einer Pumpe erzeugt werden.The purge jet can be formed with any flowable medium. Preferably, the purge jet is formed with a liquid medium. The purge jet can be generated for example with a pump.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Spülen in Schritt c) mit einem Druck von mindestens 50 bar. In a further preferred embodiment of the method, the rinsing in step c) takes place at a pressure of at least 50 bar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der in Schritt c) verwendete Spülstrahl zumindest das gemäß Schritt b) verwendete chemisch aktive Medium.In a further preferred embodiment of the method, the purge jet used in step c) comprises at least the chemically active medium used according to step b).
Die Pulveragglomerationen können durch das chemisch aktive Medium aufgelöst werden und/oder von dem Produkt gelöst werden. Dabei abgelöste Partikel können sich durch das chemisch aktive Medium bewegen. Dabei kann es vorkommen, dass sich derartige Partikel auf der Oberfläche des Produkts absetzen und dort eine neue Pulveragglomeration bilden. Durch Spülen mit dem chemisch aktiven Medium kann insbesondere eine Strömung in dem chemisch aktiven Medium erzeugt werden, durch die ein derartiges Ablagern verhindert werden kann.The powder agglomerations may be dissolved by the chemically active medium and / or released from the product. This detached particles can move through the chemically active medium. It may happen that such particles settle on the surface of the product and form a new powder agglomeration there. By flushing with the chemically active medium, in particular, a flow can be generated in the chemically active medium, by means of which such deposition can be prevented.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Spülen in Schritt c) diskontinuierlich.In a further preferred embodiment of the method, the rinsing in step c) is discontinuous.
In dieser Ausführungsform kann insbesondere die Pumpe im Pulsverfahren betrieben werden. So kann beispielsweise eine kurze Zeit gespült werden und das Medium anschließend ruhen gelassen. In den Ruhephasen können insbesondere Sinterverbindungen besser von dem chemisch aktiven Medium erreicht werden. Insbesondere kann in dem Ruhephasen mit Ultraschall eine Umwälzung des chemisch aktiven Medium am Pulver bewirkt werden.In this embodiment, in particular, the pump can be operated in the pulse method. For example, it is possible to rinse for a short time and then leave the medium to rest. In the resting phases in particular sintered compounds can be better achieved by the chemically active medium. In particular, in the resting phase with ultrasound, a circulation of the chemically active medium can be effected on the powder.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt in Abschnitten von Schritt c), in denen das Spülen unterbrochen ist, eine Ultraschallbehandlung des Produkts.In a further preferred embodiment of the method, in sections of step c), in which the rinsing is interrupted, an ultrasound treatment of the product takes place.
Das beschriebene Spülen und die beschriebene Ultraschallbehandlung können jeweils einzeln oder in Kombination (gleichzeitig, teilweise überlappend oder nacheinander) durchgeführt werden. Sowohl durch das Spülen als auch durch die Ultraschallbehandlung ergibt sich eine Kombination aus mechanischem Aufbrechen beispielsweise von Sinterverbindungen mit zusätzlicher chemisch aktiver Schwächung durch das chemisch aktive Medium.The described rinsing and the described ultrasound treatment can each be carried out individually or in combination (simultaneously, partially overlapping or successively). Both the rinsing and the ultrasound treatment result in a combination of mechanical disruption, for example of sintered compounds, with additional chemically active weakening by the chemically active medium.
Als ein weiterer Aspekt wird eine Vorrichtung zum Auflösen und/oder Entfernen von mindestens einer Pulveragglomeration von einem durch additive Fertigung und/oder Guss erhaltenen Produkt vorgestellt, wobei die Vorrichtung mindestens ein Spülelement umfasst, über das mit einem Spülstrahl auf das Produkt eingewirkt werden kann.As a further aspect, an apparatus for dissolving and / or removing at least one powder agglomeration of a product obtained by additive manufacturing and / or casting is presented, wherein the apparatus comprises at least one flushing element, via which the product can be acted upon with a flushing jet.
Die weiter vorne beschriebenen besonderen Vorteile und Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens sind auf die beschriebene Vorrichtung anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Das Spülelement ist vorzugsweise für Schritt c) des beschriebenen Verfahrens bestimmt und eingerichtet.The particular advantages and design features of the method described above are applicable to the device described and transferable, and vice versa. The flushing element is preferably designed and set up for step c) of the described method.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung weiterhin mindestens ein Ultraschallelement zur Ultraschalleinwirkung auf das Produkt.In a preferred embodiment, the device further comprises at least one ultrasonic element for the ultrasonic action on the product.
Das Ultraschallelement ist vorzugsweise für die Ultraschallbehandlung nach Schritt b) und/oder während zumindest eines Teils von Schritt b) des beschriebenen Verfahrens bestimmt und eingerichtet.The ultrasound element is preferably designed and set up for the ultrasound treatment after step b) and / or during at least part of step b) of the method described.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : eine erste schematische Darstellung eines Verfahrens zum Auflösen und/oder Entfernen von mindestens einer Pulveragglomeration von einem durch additive Fertigung und/oder Guss erhaltenen Produkt, -
2 : eine zweite schematische Darstellung eines Teils desVerfahrens aus 1 , -
3 : eine dritte schematische Darstellung eines Teils des Verfahrens ausden 1 und 2 , -
4 : eine vierte schematische Darstellung eines Teils des Verfahrens ausden 1 bis 3 , und -
5 : eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ausden 1 bis 4 .
-
1 FIG. 1 shows a first schematic representation of a method for dissolving and / or removing at least one powder agglomeration of a product obtained by additive manufacturing and / or casting, FIG. -
2 : a second schematic representation of a part of themethod 1 . -
3 FIG. 3 is a third schematic representation of part of the method of FIGS1 and2 . -
4 FIG. 4 is a fourth schematic representation of part of the method of FIGS1 to3 , and -
5 : a schematic representation of an apparatus for performing the method of the1 to4 ,
- a) zumindest teilweises Benetzen des Produkts
12 mit einem chemisch aktivenMedium 4 , - b) zumindest teilweises Auflösen und/oder Entfernen der mindestens einen Pulveragglomeration
14 mit dem chemischen aktivenMedium 4 .
- a) at least partial wetting of the
product 12 with a chemicallyactive medium 4 . - b) at least partial dissolution and / or removal of the at least one powder agglomeration
14 with the chemicalactive medium 4 ,
Optional wird zudem nach Schritt b) und/oder während zumindest eines Teils von Schritt b) der folgende (durch gestrichelte Linien dargestellte) Verfahrensschritt durchgeführt:
- c) Entfernen der gemäß Schritt b) zumindest teilweise gelösten mindestens einen Pulveragglomeration
14 aus dem Produkt 12 durch Spülen.
- c) removing the at least partially dissolved according to step b) at least one powder agglomeration
14 from theproduct 12 by rinsing.
Das chemisch aktive Medium
In
Das in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7285234 B2 [0001, 0002]US 7285234 B2 [0001, 0002]
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