DE102018200588A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Sandbauteilen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen (T), wobei ein Sandbauteil (T) in einem Baubehälter (3) mittels eines 3D-Druckverfahrens durch schichtweises Binden von Partikelmaterial (P) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Entnahme des Sandbauteils (T) ein Gas (L) derart in den Baubehälter (3) hineingedrückt wird, dass ungebundenes Partikelmaterial (U) fluidisiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Sandbauteilen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 7.
  • Üblicherweise wird beim Sandguss, beispielsweise für Aluminiumsteile, eine Gussform aus Sandbauteilen verwendet, die nach dem Gießen wieder zerstört wird. Dazu wird ein Gießereimodell mittels Sand abgeformt und der so darin entstehende Hohlraum mit dem gewünschten Werkstoff ausgegossen. Nach dem Guss wird der Sand wiederum von dem Gussteil abgeklopft und die Sandgussform so wieder zerstört. Folglich ist es also für die Massenherstellung notwendig, pro Gussteil eine eigene Sandgussform herzustellen.
  • Darüber hinaus ist auch beim Kokillenguss bekannt, Sandbauteile einzusetzen. Üblicherweise wird ein Sandkern in eine Kokille dazu eingebracht, um komplexere Konturen abzubilden, wie beispielsweise den Innenbereich eines gekrümmten Rohrs.
  • Des Weiteren sind Verfahren bekannt, bei denen derartige Sandbauteile direkt aus Computerdaten mittels eines 3D-Druckverfahrens bzw. einer 3D-Druckvorrichtung durch schichtweises Binden von Partikelmaterial hergestellt werden. Dabei wird beispielsweise das Partikelmaterial in einem Baubehälter schichtweise auf eine Bauplattform aufgebracht und darauf mittels eines Druckkopfs bereichsweise ein Bindemittel appliziert. Anschließend wird der mit dem Bindematerial versehene Bereich des Partikelmaterials durch eine Aushärteeinrichtung aktiviert und dadurch gebunden. Für eine weitere Schicht wird die Bauplattform abgesenkt oder der Druckkopf angehoben und eine weitere Schicht appliziert und gebunden. Dadurch ist es möglich, besonders komplexe Sandbauteile mit flexiblerer Formgebung herzustellen.
  • Nachteilig dabei ist, dass die Sandbauteile in dem Baubehälter nach dem 3D-Druckverfahren von ungebundenem Partikelmaterial umgeben sind, das üblicherweise manuell mit Staubsauger und Pinsel besonders vorsichtig entfernt werden muss, da andernfalls die Sandbauteile beschädigt werden. Dadurch ist die Herstellung der Sandbauteile in der Massenfertigung entsprechend aufwändig.
  • Aus der EP 0 431 924 A2 ist ein Verfahren zum Herstellen von Komponenten durch schichtweises Binden von Pulvermaterial bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Sandbauteilen bereitzustellen, bei dem die Sandbauteile nach dem 3D-Druckverfahren aus dem Baubehälter einfacher und automatisiert entfernt werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabenstellung stellt Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.
  • Dadurch, dass bei der Entnahme des Sandbauteils das Gas in den Baubehälter hineingedrückt wird, fluidisiert das ungebundene Partikelmaterial. Dabei wird das ungebundene Partikelmaterial in einen Schwebe- oder Fließprozess gebracht und somit dessen Dichte reduziert. Folglich verhält sich das fluidisiert Partikelmaterial ähnlich einer Flüssigkeit und das Sandbauteil kann mit besonders geringem Kraftaufwand entnommen werden. Zudem wird das Sandbauteil besonders wenig mechanisch belastet, wodurch Beschädigungen vermieden werden. Darüber hinaus werden Anhaftungen des ungebundenen Partikelmaterials am Sandbauteil durch das Fluidisieren gelöst.
  • Das Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen kann in einer Gießerei durchgeführt werden. Denkbar ist also, dass mit dem Sandbauteil eine Sandgussform gebildet wird, insbesondere wobei mit der Sandgussform ein Gussteil hergestellt wird. Dabei kann das Sandbauteil die Sandgussform bilden oder es können mehrere mit dem Verfahren hergestellte Sandbauteile zusammengefügt werden um die Sandgussform zu bilden. Denkbar ist auch, dass das Sandbauteil, insbesondere als Sandkern in eine Kokillengussform oder eine Kavität eingesetzt wird.
  • Das 3D-Druckverfahren kann ein Rapidprototyping-Verfahren sein, insbesondere wobei das Sandbauteil ohne den Einsatz einer Form oder eines Gießereimodells hergestellt wird. Denkbar ist, dass beim schichtweisen Binden des Partikelmaterials ein Bindemittel auf eine Partikelschicht bereichsweise appliziert und ausgehärtet wird. Beispielsweise wird bei dem 3D-Druckverfahren eine Schicht des Partikelmaterials auf eine Bauplattform des Baubehälters aufgebracht und darauf mit einem Druckkopf bereichsweise das Bindemittel appliziert. Anschließend wird das applizierte Bindemittel mit einer Aushärteeinrichtung ausgehärtet, so dass eine gebundene Schicht des Partikelmaterials entsteht. Nachfolgend kann wenigstens eine weitere Schicht des Partikelmaterials auf die bereits gebundene Schicht appliziert werden, darauf mit dem Druckkopf wiederum bereichsweise das Bindemittel appliziert werden, das nachfolgend mit der Aushärteeinrichtung ausgehärtet wird, sodass eine weitere gebundene Schicht des Partikelmaterials und eine 3D-Struktur des Sandbauteils entsteht. Denkbar ist auch, dass alle Schichten des Partikelmaterials auf die Bauplattform des Baubehälters aufgebracht und jeweils Bindemittel appliziert wird und erst danach alle Schichten mit der Aushärteeinrichtung gemeinsam ausgehärtet werden. Beispielsweise wird der Baubehälter mit allen durch das 3D-Druckverfahren applizierten Schichten in eine Mikrowelle eingebracht und das Bindemittel ausgehärtet.
  • Denkbar ist, dass bei mit dem 3D-Druckverfahren auch jedes andere geeignete Verfahren gemeint ist, um aus Computerdaten das Sandbauteil direkt herzustellen. Anders ausgedrückt wird das Partikelmaterial schichtweise gemäß virtuellen Schnitten durch die Computerdaten des herzustellen Sandbauteils gebunden und aufgebaut.
  • Denkbar ist auch, dass das Bindemittel bereits in dem Partikelmaterial enthalten ist und bereichsweise durch eine lokal wirkende Aushärteeinrichtung gebunden wird. Die Aushärteeinrichtung kann eine Wärmequelle oder ein Laser sein. Bei dem schichtweisen Binden kann die Bauplattform des Baubehälters schrittweise entsprechend einer Schichtdicke des zu bindenden Partikelmaterials verfahren werden.
  • Denkbar ist, dass eine Steuerungseinheit mit einer digitalen Recheneinheit dazu ausgebildet ist, das 3D-Druckverfahren durchzuführen, insbesondere wobei aus den Computerdaten Schnitte durch das herzustellende Sandbauteil bestimmt werden, um das schichtweise Binden des Partikelmaterials zu steuern. Mit „schichtweisen Binden“ kann hier gemeint sein, dass Schichten des Partikelmaterials jeweils bereichsweise durch ein Bindemittel gebunden werden und, dass die so gebundenen Schichten untereinander durch das Bindemittel verbunden werden.
  • Mit „Entnahme des Sandbauteils“ kann hier gemeint sein, dass das Sandbauteil aus dem Baubehälter entnommen und von dem ungebundenen Partikelmaterial getrennt wird. Vorzugsweise kann das Partikelmaterial während der gesamten Entnahme des Sandbauteils fluidisiert werden.
  • Das Partikelmaterial kann Sand, insbesondere Quarzsand und optional ein Bindemittel, insbesondere ein anorganisches Bindemittel (Coldboxverfahren) umfassen. Das Partikelmaterial kann dazu vorgesehen sein, eine Sandgussform zu bilden. Denkbar ist, dass das Partikelmaterial ein Bindemittel umfasst.
  • Das Gas kann Stickstoff oder Luft sein oder umfassen. Dadurch ist das Gas besonders kostengünstig verfügbar. Insbesondere kann das Gas beim hineindrücken in den Baubehälter komprimiert sein. Durch einen geeigneten Druck bzw. eine geeignete Fließgeschwindigkeit des Gases wird das ungebundene Partikelmaterial entsprechend fluidisiert. Der geeignete Druck bzw. die geeignete Fließgeschwindigkeit kann beispielsweise experimentell bestimmt werden, indem unterschiedliche Drücke bzw. Volumenströme dahingehend ausgewertet werden, wie viel Kraft zur Entnahme des Sandbauteils oder mehrerer Sandbauteile (auch verschachtelt) notwendig ist.
  • Das Gas kann über eine oder mehrere Düsen in den Baubehälter hineingedrückt werden. Dadurch kann das Gas besonders einfach in den Baubehälter eingeleitet werden. Bei der einen oder den mehreren Düsen kann es sich jeweils um eine Öffnung handeln, durch die hindurch das Gas in den Baubehälter gedrückt wird. Die Öffnungen können kleiner ausgebildet sein, als die Korngröße des Partikelmaterials. Dadurch dringt es nicht rückwärts in die Düsen hinein.
  • Das Gas kann von einer Unterseite her in den Baubehälter hineingedrückt werden. Dadurch wird das Gas im Baubehälter besonders gut verteilt und steigt durch das ungebundene Partikelmaterial nach oben hin auf, um es zu fluidisieren. Die Unterseite des Baubehälters kann beispielsweise die zuvor erwähnte Bauplattform sein oder umfassen. Vorzugsweise kann das Gas unterhalb der Unterseite des Baubehälters auf mehrere Düsen verteilt werden, so dass es besonders einfach und gleichmäßig in den Baubehälter hineingedrückt wird.
  • Das ungebundene Partikelmaterial kann nach dem schichtweisen Binden und vor der Entnahme für eine bauteilabhängige Lockerungszeitspanne fluidisiert werden, um eine dem Sandbauteil anhaftende Partikelschicht zu lockern. Dadurch entfällt der bisher übliche Reinigungsschritt, bei dem das entnommene Sandbauteil von der anhaftende Partikelschicht gereinigt wird. Folglich ist das Verfahren so besonderes effizient. Die Lockerungszeitspanne kann beispielsweise experimentell ermittelt werden, in dem für dasselbe Sandbauteil verschiedene Lockerungszeitspannen mit zunehmender Länge durchlaufen werden, bis der gewünschte Reinigungseffekt erzielt wird.
  • Das Sandbauteil kann von einem Roboter oder Handlinggerät aus dem Baubehälter entnommen werden. Dadurch ist es möglich, das Verfahren zu automatisieren, um mit mehreren derart hergestellten Sandbauteilen eine Fertigungslinie für Gussteile zu bedienen. Der Roboter bzw. das Handlinggerät kann einen Greifer umfassen, um das Sandbauteil zu entnehmen. Der Roboter bzw. Handlinggerät können von oben her in den Baubehälter hinein greifen, um das Sandbauteil zu entnehmen.
  • Darüber hinaus stellt Erfindung zur Lösung der Aufgabenstellung eine Vorrichtung zur Herstellung von Sandbauteilen mit den Merkmalen des Anspruchs 8 bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
  • Dadurch, dass der Baubehälter mit einer Zuführungseinrichtung für ein Gas versehen ist, kann das Gas in den Baubehälter hineingedrückt werden, um das ungebundene Partikelmaterial zu fluidisieren. Dabei wird das ungebundene Partikelmaterial in einen Schwebe- oder Fließprozess gebracht und somit dessen Dichte reduziert. Folglich verhält sich das fluidisierte Partikelmaterial ähnlich einer Flüssigkeit und das Sandbauteil kann mit besonders geringem Kraftaufwand entnommen werden. Zudem wird das Sandbauteil besonders wenig mechanisch belastet, wodurch Beschädigungen vermieden werden. Darüber hinaus werden Anhaftungen des ungebundenen Partikelmaterials am Sandbauteil durch das Fluidisieren gelöst.
  • Die Vorrichtung zur Herstellung von Sandbauteilen kann in einer Gießerei angeordnet sein. Vorzugsweise kann die Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von Sandbauteilen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 6 ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann die zuvor in Bezug auf das Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen beschriebenen Merkmale einzeln oder in beliebigen Kombinationen sinngemäß umfassen.
  • Die 3D-Druckvorrichtung kann zum schichtweisen Druck des Sandbauteils und/oder zur Durchführung des weiter oben beschriebenen 3D-Druckverfahrens ausgebildet sein. Dazu kann der Baubehälter eine verfahrbare Bauplattform umfassen, um das Partikelmaterial schichtweise darauf aufzubringen und zu binden. Die Bauplattform kann mit einer Antriebseinheit verbunden sein, um sie insbesondere stufenweise zu verfahren. Vorzugsweise kann die Bauplattform eine Unterseite des Baubehälters bilden. Zudem kann der Baubehälter Seitenwände umfassen, die die Bauplattform zeitlich begrenzen. Anders ausgedrückt kann die Bauplattform innerhalb der Seitenwände kolbenartig verfahrbar sein. Vorzugsweise kann der Baubehälter vier zueinander senkrecht stehende Seitenwände umfassen.
  • Die 3D-Druckvorrichtung kann einen Applikator zum schichtweisen Aufbringen des Partikelmaterials in den Baubehälter umfassen. Ferner kann die 3D-Druckvorrichtung einen Druckkopf umfassen, um ein Bindemittel bereichsweise auf das schichtweise aufgebrachte Partikelmaterial zu applizieren. Denkbar ist auch, dass das Partikelmaterial ein Bindemittel umfasst. Eine Aushärteeinrichtung kann dazu vorgesehen sein, das Bindemittel auszuhärten. Die Aushärteeinrichtung kann beispielsweise eine Wärmequelle, wie beispielsweise eine Infrarotlampe, einen Laser oder eine Mikrowelle umfassen.
  • Die Zuführungseinrichtung kann eine oder mehrere Düsen umfassen, um das Gas in den Baubehälter hineinzudrücken. Die Düsen können beispielsweise als Öffnungen ausgebildet sein, deren Durchmesser insbesondere kleiner als die Korngröße des Partikelmaterials sind. Zudem kann die Zuführungseinrichtung einen Verteiler umfassen, um das Gas von einer Druckquelle auf die Düsen zu verteilen.
  • Die ein oder mehreren Düsen können an einer Unterseite des Baubehälters angeordnet sein. Beispielsweise können die ein oder mehreren Düsen in der Bauplattform des Baubehälters ausgebildet sein. Denkbar ist, dass die Zuführungseinrichtung unterhalb der Bauplattform eine Verteilerkamera umfasst, um das Gas von einer Druckquelle kommend zu den Düsen in der Bauplattform zu verteilen.
  • Die Düsen können in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Raster angeordnet sein, insbesondere in einem rechtwinkligen oder hexagonalen 2D-Raster. Dadurch kann das Gas besonders gleichmäßig in dem Baubehälter verteilt werden, so dass das ungebundene Partikelmaterial besonders homogen fluidisiert wird.
  • Die Zuführungseinrichtung kann eine Druckquelle für das Gas umfassen, insbesondere einen Kompressor, ein Hochdruckgebläse und/oder einen Druckvorrat. Dadurch kann das Gas zum Fluidisieren besonders einfach und in großen Mengen bereitgestellt werden. Mit Druckvorrat kann hier ein Behälter gemeint sein, der das unter Druck stehende Gas als Vorrat enthält.
  • Die Vorrichtung kann weiter einen Roboter oder ein Handlinggerät umfassen, um das Sandbauteil aus dem Baubehälter zu entnehmen. Dadurch kann die Vorrichtung zur Massenherstellung automatisiert werden. Der Roboter oder das Handlinggerät können einen Greifer umfassen, um das Sandbauteil beim Entnehmen zu greifen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Erstellung von Sandbauteilen bei der Durchführung des 3D-Druckverfahrens in einer seitlichen Schnittansicht; und
    • 2 das Ausführungsbeispiel der 1 bei der Entnahme des Sandbauteils aus dem Baubehälter, wobei das ungebundene Partikelmaterial fluidisiert wird.
  • In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung 1 zur Erstellung von Sandbauteilen T bei der Durchführung des 3D-Druckverfahrens in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt.
  • Zu sehen ist die 3D-Druckvorrichtung mit der Applikationseinheit 2 für die Schicht S des Partikelmaterials P und mit dem Baubehälter 3.
  • Der Baubehälter 3 wird durch die hier sichtbaren Seitenwände 3a, 3b, 3d und die verfahrbare Bauplattform 3c gebildet. Hier nicht zu sehen ist die vordere Seitenwand des Baubehälters 3, die zu der hinteren Seitenwand 3d parallel und vor der Figurenebene verläuft. Die Seitenwände können allerdings eine beliebige extrudierte Form bilden. Die Bauplattform 3c ist mit einer Stange 3e verbunden, die von einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Linearmotor in der Richtung R2 verfahrbar ist.
  • Darüber hinaus ist die Applikationseinheit 2 mit dem Applickator 2a für das Partikelmaterial P, der Druckkopf 2b für das Bindemittel und mit der Aushärteeinrichtung 2c zu sehen. Der Applikator 2a, der Druckkopf 2b und die Aushärteeinrichtung 2c sind einzeln oder gemeinsam parallel zur Bauplattform 3c in Richtung R1 verfahrbar.
  • Mit dem Applikator 2a kann eine Schicht S des Partikelmaterials P auf die Bauplattform 3c bzw. auf die bereits gebundenen Schichten des Sandbauteils T appliziert werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Applikator 2a um eine Rinne mit einem Schlitz handeln, durch den hindurch das Partikelmaterial P herab rieseln kann. Bei dem Partikelmaterial P handelt es sich beispielsweise um Sand, insbesondere Quarzsand. Dadurch entsteht eine gleichmäßig dicke Schicht S aus dem Partikelmaterial P.
  • Nachfolgend wird mit dem Druckkopf 2b dass Bindemittel B bereichsweise auf die Schicht S des Partikelmaterials P appliziert. Die Bereiche, auf denen das Bindemittel appliziert wird, entsprechen hier Schnitten durch ein Computermodell des Sandbauteils T. Mit dem Bindemittel B ist es möglich, die einzelnen Körner des Partikelmaterials P zu verbinden. Der Druckkopf 2b enthält eine Vielzahl von Druckdüsen, mit denen das Bindemittel B als Tröpfchen ähnlich eines Tintenstrahldrucks aufgebracht werden kann.
  • Zu sehen ist weiter die Aushärteeinrichtung 2c, die beispielsweise als Infrarotleuchte oder Mikrowelle ausgebildet ist. Dadurch wird eine bestimmte Wärmemenge in das Bindemittel B eingetragen, wodurch es aushärtet. Folglich werden die Bereiche der Schicht S des Partikelmaterials P gezielt ausgehärtet, auf denen das Bindemittel B durch den Druckkopf 2b appliziert wurde.
  • In Bereichen, bei denen auf die Schicht S kein Bindemittel B durch den Druckkopf 2b aufgebracht wurde, findet keine Aushärtung bzw. Verbindung der Körner des Partikelmaterials P statt, so dass es sich nicht mit den darunterliegenden Schichten des Sandbauteils T verbindet.
  • Anschließend wird die Bauplattform 3c nach unten in der Richtung R2 um eine Schichtdicke verfahren, so dass eine weitere Schicht des Partikelmaterials P darauf aufgetragen, das Bindemittel B bereichsweise appliziert und ausgehärtet werden kann.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung des Sandbauteils T wird also das Sandbauteil T in dem Baubehälter 3 mittels des zuvor beschriebenen 3D-Druckverfahrens durch schichtweises Binden des Partikelmaterials P hergestellt. Dabei wird pro Schritt das Partikelmaterial P als Schicht S aufgebracht, das Bindemittel B bereichsweise appliziert und dann mittels der Aushärteeinrichtung 2c ausgehärtet. Denkbar ist, dass bei dem Verfahren auch andere an sich bekannte 3D-Druckverfahren eingesetzt werden, um das Sandbauteil T aus dem Partikelmaterial P herzustellen.
  • Nach dem die letzte Schicht des Partikelmaterials P aufgetragen wurde, befindet sich im Baubehälter 3 das fertige Sandbauteil T umgeben von ungebundenem Partikelmaterial U. Bei der nun nachfolgenden Entnahme muss also das fertige Sandbauteil T von dem ungebundenen Partikelmaterial U getrennt werden.
  • In der 2 ist das Ausführungsbeispiel der 1 bei der Entnahme des Sandbauteils T aus dem Baubehälter 3 zu sehen, wobei das ungebundene Partikelmaterial U fluidisiert wird.
  • Dazu umfasst die Vorrichtung 1 zur Herstellung des Sandbauteils T die Zuführungseinrichtung 3e, 3f, 4 für das Gas L mit der Druckquelle 4, dem Verteiler 3f und den Düsen 3e an der Unterseite 3c des Baubehälters 3.
  • Die Düsen 3e sind in diesem Ausführungsbeispiel in der Bauplattform 3c ausgebildet. Sie sind insbesondere in einem rechtwinkligen oder hexagonalen 2D-Raster an der Bauplattform bzw. der Unterseite 3c des Baubehälters 3 angeordnet. Dadurch ist es möglich, das Gas L besonders gleichmäßig in den Baubehälter 3 mit dem ungebundenen Partikelmaterial P hineinzudrücken.
  • Darüber hinaus ist der Kompressor 4 zu sehen, der die Druckquelle bildet und mit dem das Gas L, in diesem Fall Luft, unter Druck bereitgestellt wird. Das Gas L wird zunächst in die Verteilerkammer 3f hineingeleitet, die durch die Seitenwände 3a, 3b, 3d, die hier nicht dargestellte vordere Seitenwand, die untere Kammerbegrenzung 3g und die Bauplattform 3c gebildet wird. Dadurch wird das Gas L unter Druck stehend auf die Düsen 3e verteilt und in den Baubehälter 3 hineingedrückt.
  • Des Weiteren ist der Roboter 5 zu sehen, der gerade das fertige Sandbauteil T in der Richtung R3 nach oben aus dem Baubehälter 3 entnimmt.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen T wird also bei der Entnahme des Sandbauteils T das Gas L derart in den Baubehälter 3 hineingedrückt, dass das ungebundene Partikelmaterial U fluidisiert wird. Dabei wird das Gas über die in einem rechtwinkligen oder hexagonalen 2D-Raster angeordnete Düsen 3e von der Unterseite des Baubehälters 3 her hineingedrückt. Dadurch wird das ungebundene Partikelmaterial U in einen Schwebe- oder Fließprozess gebracht und somit dessen Dichte reduziert. Folglich verhält sich das so fluidisierte Partikelmaterial U ähnlich einer Flüssigkeit.
  • Zudem wird die dem Sandbauteil T üblicherweise anhaftende Partikelschicht gelockert, in dem das ungebundene Partikelmaterial U nach dem schichtweisen Binden und vor der Entnahme für beispielsweise 5 Sekunden fluidisiert wird. Dadurch lösen sich ungebundene Körner vom fertigen Sandbauteil P besonders gut ab.
  • Anschließend wird das Sandbauteil T von dem Roboter 5 in diesem Ausführungsbeispiel nach oben in der Richtung R3 aus dem Baubehälter 3 entnommen. Dadurch, dass dabei das ungebundene Partikelmaterial U fluidisiert ist, wird das Sandbauteil T bei der Entnahme besonders wenig mechanisch belastet, wodurch Beschädigungen vermieden werden. Dadurch ist die Entnahme des Sandbauteils T aus dem Baubehälter 3 einfacher.
  • Nachfolgend kann das Sandbauteil T beispielsweise als Teil einer Sandgussform oder einer Kokillengussform in einem Gießereiprozess für Metallteile eingesetzt werden.
  • Es versteht sich, dass in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel genannte Merkmal nicht auf diese Kombinationen beschränkt sind, sondern auch einzeln oder in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.
  • 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
    • EP 0431924 A2 [0006]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen (T), wobei ein Sandbauteil (T) in einem Baubehälter (3) mittels eines 3D-Druckverfahrens durch schichtweises Binden von Partikelmaterial (P) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Entnahme des Sandbauteils (T) ein Gas (L) derart in den Baubehälter (3) hineingedrückt wird, dass ungebundenes Partikelmaterial (U) fluidisiert wird.
  2. Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach Anspruch 1, wobei das Gas (L) über eine oder mehrere Düsen (3e) in den Baubehälter (3) hineingedrückt wird.
  3. Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gas (L) von einer Unterseite (3c) her in den Baubehälter (3) hineingedrückt wird.
  4. Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das ungebundene Partikelmaterial (U) nach dem schichtweisen Binden und vor der Entnahme für eine bauteilabhängige Lockerungszeitspanne fluidisiert wird, um eine dem Sandbauteil (T) anhaftende Partikelschicht zu lockern.
  5. Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Partikelmaterial (P) Sand umfasst.
  6. Verfahren zur Herstellung von Sandbauteilen(T) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Sandbauteil (T) von einem Roboter (5) oder Handlinggerät aus dem Baubehälter (3) entnommen wird.
  7. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T), mit einer 3D-Druckvorrichtung zur Herstellung eines Sandbauteils (T) umfassend einen Baubehälter (3) zum schichtweisen Binden von Partikelmaterial (P), dadurch gekennzeichnet, dass der Baubehälter (3) derart mit einer Zuführungseinrichtung (3e, 3f, 4) für ein Gas (L) versehen ist, dass ungebundenes Partkielmaterial (P) zur Entnahme des Sandbauteils (T) fluidisierbar ist.
  8. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach Anspruch 7, wobei die Zuführungseinrichtung (3e, 3f, 4) eine oder mehrere Düsen (3e) umfasst, um das Gas (L) in den Baubehälter (3) hineinzudrücken.
  9. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach Anspruch 8, wobei die ein oder mehrere Düsen (3e) an einer Unterseite (3c) des Baubehälters (3) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Düsen (3e) in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Raster angeordnet sind, insbesondere in einem rechtwinkligen oder hexagonalen 2D-Raster.
  11. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach einem der Ansprüche 7-10, wobei die Zuführungseinrichtung (3e, 3f, 4) eine Druckquelle (4) für das Gas (L) umfasst, insbesondere einen Kompressor, ein Hochdruckgebläse und/oder einen Druckvorrat.
  12. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach einem der Ansprüche 7-11, wobei das Gas (L) Stickstoff oder Luft ist oder umfasst.
  13. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach einem der Ansprüche 7-12, wobei das Partikelmaterial (P) Sand umfasst.
  14. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Sandbauteilen (T) nach einem der Ansprüche 7-13, wobei die Vorrichtung (1) weiter einen Roboter (5) oder ein Handlinggerät umfasst, um das Sandbauteil (T) aus dem Baubehälter (3) zu entnehmen.
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