DE102018211886A1 - Conveying device for conveying at least one material, production system for the additive manufacturing of at least one component and method for producing at least one component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung (10) zum Fördern wenigstens eines Werkstoffes (12), mit wenigstens einem Behälter (14), welcher zumindest eine Aufnahmekammer (16) und wenigstens eine Durchgangsöffnung (20) aufweist, und mit wenigstens einem in der Aufnahmekammer (16) angeordneten und eine Drehachse (28) relativ zu dem Behälter (14) drehbaren Förderelement (30), mittels welchem der Werkstoff (12) aus der Aufnahmekammer (16) durch die Durchgangsöffnung (20) entlang einer Förderrichtung (32, 50) zu fördern ist, entlang welcher das Förderelement (30) relativ zu dem Behälter (14) translatorisch bewegbar ist. Die Fördereinrichtung (10) umfasst wenigstens einen Fluidzylinder (40), welcher ein Gehäuse (42), einen entlang einer Bewegungsrichtung (48) relativ zu dem Gehäuse (42) verschiebbares Element (46) und eine durch das Gehäuse (42) und durch das Element (46) begrenzte Arbeitskammer (52) aufweist, in welcher ein Fluid aufnehmbar ist, wobei das Förderelement (30) mit dem Element (46) gekoppelt und entlang der Bewegungsrichtung (48) mit dem Element (46) mitverschiebbar ist.The invention relates to a conveying device (10) for conveying at least one material (12), with at least one container (14) which has at least one receiving chamber (16) and at least one through opening (20), and with at least one in the receiving chamber (16 ) arranged and an axis of rotation (28) relative to the container (14) rotatable conveyor element (30), by means of which the material (12) from the receiving chamber (16) through the through opening (20) along a conveying direction (32, 50) along which the conveying element (30) can be moved in translation relative to the container (14). The conveying device (10) comprises at least one fluid cylinder (40), which has a housing (42), an element (46) which can be displaced along a direction of movement (48) relative to the housing (42) and a through the housing (42) and through the Element (46) has a limited working chamber (52) in which a fluid can be accommodated, the conveying element (30) being coupled to the element (46) and being displaceable along the direction of movement (48) with the element (46).
Description
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Fördern wenigstens eines Werkstoffes. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fertigungsanlage zum generativen Fertigen wenigstens eines Bauelements sowie ein Verfahren zum Herstellen, insbesondere zum generativen Fertigen, wenigstens eines Bauelements.The invention relates to a conveying device for conveying at least one material. Furthermore, the invention relates to a production system for the additive manufacturing of at least one component and a method for producing, in particular for additive manufacturing, at least one component.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fördereinrichtung, eine Fertigungsanlage und ein Verfahren zu schaffen, sodass wenigstens ein Bauelement besonders präzise hergestellt werden kann.The object of the present invention is to create a conveyor, a production system and a method so that at least one component can be manufactured particularly precisely.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the subject matter of the respective independent claims. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Fördern wenigstens eines Werkstoffes. Die Fördereinrichtung kann in besonders vorteilhafter Weise für eine beziehungsweise in einer Fertigungsanlage verwendet werden, mittels welcher wenigstens ein Bauelement hergestellt, insbesondere generativ gefertigt, werden kann. Mit anderen Worten ist vorzugsweise die Fertigungsanlage beziehungsweise die Fördereinrichtung zum Durchführen wenigstens eines generativen Fertigungsverfahrens ausgebildet, sodass das Bauelement durch das generative Fertigungsverfahren hergestellt werden kann. Das generative Fertigungsverfahren ist oder umfasst beispielsweise 3D-Drucken. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise genutzt werden, um den Werkstoff, aus welchem das Bauelement, insbesondere im Rahmen des generativen Fertigungsverfahrens, hergestellt wird, bereitzustellen. Insbesondere ist es denkbar, mittels der Fördereinrichtung jeweilige Schichten aus dem Werkstoff aufeinander anzuordnen und insbesondere miteinander zu verbinden, insbesondere zumindest stoffschlüssig miteinander zu verbinden, sodass das Bauelement aus den Schichten und somit Schicht für Schicht hergestellt, insbesondere gedruckt, werden kann.A first aspect of the invention relates to a conveying device for conveying at least one material. The conveying device can be used in a particularly advantageous manner for or in a production plant, by means of which at least one component can be produced, in particular produced generatively. In other words, the production system or the conveyor device is preferably designed to carry out at least one generative production process, so that the component can be produced by the generative production process. The generative manufacturing process is or includes, for example, 3D printing. The conveying device can be used, for example, to provide the material from which the component is manufactured, in particular as part of the additive manufacturing process. In particular, it is conceivable to arrange respective layers of the material on top of one another by means of the conveying device, and in particular to connect them to one another, in particular to connect them at least in a materially integral manner, so that the component can be produced, in particular printed, from the layers and thus layer by layer.
Die Fördereinrichtung weist wenigstens einen Behälter auf, welcher zumindest eine Aufnahmekammer zum Aufnehmen des Werkstoffes aufweist beziehungsweise begrenzt. Dabei weist der Behälter wenigstens eine Durchgangsöffnung auf, welche in die Aufnahmekammer mündet. Somit kann der Werkstoff aus der Aufnahmekammer in die Durchgangsöffnung gelangen. Die beispielsweise einerseits in die Aufnahmekammer des Behälters mündende Durchgangsöffnung mündet beispielsweise andererseits in eine Umgebung des Behälters, sodass der Werkstoff aus der Aufnahmekammer durch die Durchgangsöffnung hindurchtreten und dadurch beispielsweise an die Umgebung gelangen kann. Insbesondere kann beispielsweise der Werkstoff durch die Durchgangsöffnung hindurch und dadurch aus der Aufnahmekammer beziehungsweise aus dem Behälter insgesamt herausgefördert werden. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, den Werkstoff auf ein Substrat zu fördern, auf welchem das Bauelement, insbesondere Schicht für Schicht, hergestellt wird. Auf diese Weise kann das Bauelement beispielsweise auf das Substrat, insbesondere dreidimensional, gedruckt werden.The conveying device has at least one container which has or delimits at least one receiving chamber for receiving the material. The container has at least one through opening, which opens into the receiving chamber. The material can thus get into the through opening from the receiving chamber. The through opening, for example, which opens into the receiving chamber of the container, on the other hand, opens into an environment of the container, for example, so that the material can pass out of the receiving chamber through the through opening and thereby, for example, reach the surroundings. In particular, for example, the material can be conveyed through the through opening and thereby out of the receiving chamber or out of the container as a whole. In this way it is possible, for example, to convey the material onto a substrate on which the component, in particular layer by layer, is produced. In this way, the component can be printed, for example, in three dimensions on the substrate.
Die Fördereinrichtung weist darüber hinaus wenigstens ein zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der Aufnahmekammer angeordnetes Förderelement auf, welches um eine Drehachse relativ zu dem Behälter drehbar ist. Mittels des Förderelements ist unter Drehen des Förderelements der Werkstoff aus der Aufnahmekammer durch die Durchgangsöffnung entlang einer Förderrichtung zu fördern. Mit anderen Worten, um den zunächst in der Aufnahmekammer aufgenommenen Werkstoff entlang der Förderrichtung durch die Durchgangsöffnung hindurch zu fördern, wird das Förderelement entlang der Drehachse relativ zu dem Behälter gedreht. Vorzugsweise verläuft die Drehachse parallel zur Förderrichtung beziehungsweise die Drehachse fällt mit der Förderrichtung zusammen. Die Förderrichtung fällt beispielsweise mit einer Durchtrittsrichtung zusammen, entlang welcher der Werkstoff durch die Durchgangsöffnung hindurchtreten, insbesondere hindurchströmen oder hindurchfließen, kann. Das Förderelement ist dabei entlang der Drehachse relativ zu dem Behälter translatorisch bewegbar, das heißt verschiebbar. Dies bedeutet, dass das Förderelement entlang der Förderrichtung relativ zu dem Behälter verschoben werden kann. Auf diese Weise kann das Förderelement beispielsweise entlang der Förderrichtung ein Stück von der Durchgangsöffnung weg und/oder ein Stück auf die Durchgangsöffnung zu bewegt, insbesondere verschoben, werden.The conveying device also has at least one at least partially, in particular at least predominantly or completely, conveying element which is arranged in the receiving chamber and can be rotated about an axis of rotation relative to the container. By means of the conveying element, the material is conveyed from the receiving chamber through the through opening along a conveying direction while rotating the conveying element. In other words, in order to convey the material initially received in the receiving chamber along the conveying direction through the through opening, the conveying element is rotated relative to the container along the axis of rotation. The axis of rotation preferably runs parallel to the direction of conveyance or the axis of rotation coincides with the direction of conveyance. The conveying direction coincides, for example, with a direction of passage along which the material can pass through the passage opening, in particular flow or flow through. The conveying element can be moved translationally along the axis of rotation relative to the container, that is to say displaceable. This means that the conveying element can be displaced relative to the container along the conveying direction. In this way, the conveying element can, for example, be moved, in particular displaced, away from the through opening and / or towards the through opening along the conveying direction.
Um nun das Bauelement mit einer sehr hohen Maßhaltigkeit und somit besonders präzise herstellen zu können, weist die Fördereinrichtung erfindungsgemäß wenigstens einen Fluidzylinder auf. Der einfach auch als Zylinder bezeichnete Fluidzylinder umfasst ein Gehäuse und ein Element, das entlang einer parallel zu der Förderrichtung verlaufenden beziehungsweise mit der Förderrichtung zusammenfallenden Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse zumindest oder ausschließlich translatorisch bewegbar ist. Das Element kann eine Membran sein, welche beispielsweise elastisch verformbar und dadurch entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbar ist. In order to be able to produce the component with a very high degree of dimensional accuracy and thus particularly precisely, the conveyor device according to the invention has at least one fluid cylinder. The fluid cylinder, also referred to simply as a cylinder, comprises a housing and an element which can be moved at least or only translationally relative to the housing along a movement direction running parallel to the conveying direction or coinciding with the conveying direction. The element can be a membrane which, for example, can be elastically deformed and can thus be moved translationally along the direction of movement relative to the housing.
Vorzugsweise ist das Element jedoch als ein Kolben ausgebildet, der entlang der parallel zu der Förderrichtung verlaufenden beziehungsweise mit der Förderrichtung zusammenfallenden Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse verschiebbar, das heißt translatorisch bewegbar ist.However, the element is preferably designed as a piston which is displaceable relative to the housing, that is to say translatory, along the direction of movement which runs parallel to the conveying direction or coincides with the conveying direction.
Außerdem weist der Fluidzylinder eine Arbeitskammer auf, welche teilweise durch das Gehäuse und teilweise durch das Element, insbesondere den Kolben, gebildet beziehungsweise begrenzt ist. In der Arbeitskammer ist ein Fluid aufnehmbar oder aufgenommen, mit welchem das auch als Bewegungselement bezeichnete Element, insbesondere der Kolben, beaufschlagbar oder beaufschlagt ist. Dies bedeutet, dass das beispielsweise in der Arbeitskammer aufnehmbare oder aufgenommene Fluid eine Kraft zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das Element, insbesondere auf den Kolben, ausüben kann, wobei diese Kraft vorzugsweise entlang der Bewegungsrichtung auf das Element, insbesondere auf den Kolben, wirken kann beziehungsweise wirkt. Dabei ist das Förderelement mit dem Element, insbesondere mit dem Kolben, gekoppelt und dadurch entlang der Bewegungsrichtung mit Element, insbesondere relativ zu dem Behälter und relativ zu dem Gehäuse, translatorisch mitbewegbar, insbesondere mitverschiebbar. Dies bedeutet, dass das Förderelement und das Element, insbesondere der Kolben, gemeinsam entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Behälter translatorisch bewegt, insbesondere verschoben, werden können. Außerdem bedeutet dies, dass die zuvor genannte Kraft von dem Element auf das Förderelement übertragbar ist beziehungsweise übertragen wird und somit auf das Förderelement wirkt oder wirken kann.In addition, the fluid cylinder has a working chamber which is formed or delimited partly by the housing and partly by the element, in particular the piston. A fluid can be received or received in the working chamber, with which the element also referred to as the movement element, in particular the piston, can be acted upon or acted upon. This means that the fluid that can be received or received in the working chamber, for example, can exert a force at least indirectly, in particular directly, on the element, in particular on the piston, this force preferably acting on the element, in particular on the piston, along the direction of movement can or works. The conveying element is coupled to the element, in particular to the piston, and is thus translationally movable, in particular displaceable, along the direction of movement with element, in particular relative to the container and relative to the housing. This means that the conveying element and the element, in particular the piston, can be moved together, in particular displaced, translationally along the direction of movement relative to the housing and relative to the container. In addition, this means that the aforementioned force can be or is transmitted from the element to the conveying element and thus acts or can act on the conveying element.
Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Für eine maßhaltige Herstellung beziehungsweise Fertigung des Bauelements ist es von Vorteil, wenn mittels der Fördereinrichtung zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Bahnen aus dem Werkstoff auf dem Substrat hergestellt werden. Bei dem Werkstoff handelt es sich beispielsweise um einen Kunststoff, welcher beispielsweise in flüssigem beziehungsweise pastösem beziehungsweise plastifiziertem Zustand mittels der Förderelements durch die Durchgangsöffnung hindurch gefördert und somit beispielsweise an die zuvor genannte Umgebung gefördert wird. Dabei handelt es sich bei den zuvor genannten Bahnen um Kunststoffbahnen. Eine hinreichend maßhaltige Fertigung der Bahnen kann beispielsweise durch einen geregelten, auch als Materialfluss bezeichneten Fluss des Werkstoffes durch die Durchgangsöffnung an die Umgebung erzeugt werden. Die Durchgangsöffnung ist beispielsweise Bestandteil einer Düse oder bildet eine Düse, über welche der Werkstoff an die Umgebung gefördert, insbesondere extrudiert, wird. Der Materialfluss kann beispielsweise, insbesondere elektronisch, eingestellt, insbesondere geregelt, werden, indem beispielsweise ein Druck an der Durchgangsöffnung, insbesondere an der Düse, gemessen wird. In Abhängigkeit von dem gemessenen Druck wird beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit, mit welcher das Förderelement um die Drehachse relativ zu dem Behälter gedreht wird, eingestellt. Hierzu erfolgt beispielsweise eine digitale Regelung beziehungsweise der Materialfluss kann hierdurch geregelt werden, wobei die Regelung beispielsweise digital gesteuert wird. Insbesondere kann die Regelung als eine Massedruckregelung durchgeführt werden.The invention is based in particular on the following finding: For a dimensionally stable manufacture or manufacture of the component, it is advantageous if the conveyor device is used to produce at least substantially uniform webs from the material on the substrate. The material is, for example, a plastic which, for example, is conveyed through the passage opening in the liquid, pasty or plasticized state by means of the conveying element and is thus conveyed, for example, to the aforementioned environment. The above-mentioned webs are plastic webs. Sufficiently dimensionally accurate fabrication of the webs can be produced, for example, by a regulated flow of the material through the through opening into the environment, also referred to as the material flow. The through opening is, for example, part of a nozzle or forms a nozzle through which the material is conveyed to the environment, in particular extruded. The material flow can, for example, be adjusted, in particular electronically, in particular regulated, for example by measuring a pressure at the passage opening, in particular at the nozzle. Depending on the measured pressure, for example, a rotational speed at which the conveying element is rotated about the axis of rotation relative to the container is set. For this purpose, for example, there is digital regulation or the material flow can be regulated thereby, the regulation being controlled digitally, for example. In particular, the regulation can be carried out as a melt pressure regulation.
Eine demgegenüber andere, weitere Möglichkeit ist eine mechanische Regelung, indem beispielsweise ein Federelement, ein Magnet oder ein Gewicht genutzt wird. Das Federelement, der Magnet beziehungsweise das Gewicht ist ein Element, mittels welchem das entlang der Drehachse und somit axial verschiebbare und beispielsweise als Schnecke ausgebildete Förderelement in Richtung der beziehungsweise gegen die Düse gedrückt wird. Bei Überschreiten eines bestimmten Drucks wird das Förderelement von der Düse weggedrückt. Als Folge ergeben sich eine Druckminderung an der Düse und damit ein geringerer Materialfluss. Die zuvor genannten Lösungen, das heißt die elektronische Regelung und die mechanische Regelung sind herkömmlicherweise jedoch fehlerbehaftet.Another, in contrast, another possibility is mechanical control, for example by using a spring element, a magnet or a weight. The spring element, the magnet or the weight is an element by means of which the conveying element, which is displaceable along the axis of rotation and thus axially displaceable and is designed, for example, as a screw, is pressed in the direction of or against the nozzle. When a certain pressure is exceeded, the conveying element is pushed away from the nozzle. As a result, there is a reduction in pressure at the nozzle and thus a lower material flow. However, the above-mentioned solutions, that is to say the electronic control and the mechanical control, are conventionally flawed.
Bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung kann das Fluid genutzt werden, um Druckschwankungen in und beziehungsweise an der Durchgangsöffnung, das heißt in oder an der Düse auszugleichen. Dies hat gegenüber herkömmlichen Lösungen den Vorteil, dass die zuvor beschriebene Kraft, die über das Element, insbesondere den Kolben, auf das Förderelement und dabei beispielsweise in Richtung der Durchgangsöffnung wirkt oder wirken soll, sehr präzise dadurch eingestellt und reguliert werden kann, dass ein Druck des Fluids, insbesondere in der Arbeitskammer, besonders präzise eingestellt und reguliert werden kann. Mit anderen Worten kann ein in der Arbeitskammer herrschender Druck beziehungsweise ein Druck des Fluids in der Arbeitskammer besonders präzise eingestellt und insbesondere reguliert werden, wobei der Druck des Fluids in der Arbeitskammer zumindest nahezu direkt stufenlos eingestellt werden kann. Hierdurch kann auch besonders präzise eingestellt, insbesondere geregelt werden, mit welchem Druck der Werkstoff aus der Durchgangsöffnung heraustritt und an die Umgebung tritt. Mit anderen Worten kann durch Einstellen des Drucks des Fluids in der Arbeitskammer ein Druck, mit welchem der Werkstoff aus der Durchgangsöffnung austritt und an die Umgebung tritt, eingestellt werden, wobei dadurch, dass der Druck des Fluids in der Arbeitskammer präzise eingestellt werden, kann, auch der auch als Austrittsdruck bezeichnete Druck mit welchem der Werkstoff aus der Durchgangsöffnung austritt und an die Umgebung tritt, besonders präzise eingestellt werden kann. Insbesondere ist es möglich, beide Drücke zumindest im Wesentlichen konstant zu halten, insbesondere während der Herstellung des BEs, sodass das Bauelement mit einer besonders hohen Maßhaltigkeit und somit besonders präzise hergestellt werden kann.In the delivery device according to the invention, the fluid can be used to compensate for pressure fluctuations in and / or at the passage opening, that is to say in or on the nozzle. This has the advantage over conventional solutions that the previously described force, which acts or is intended to act via the element, in particular the piston, on the conveying element and thereby, for example, in the direction of the passage opening, can be set and regulated very precisely in that a pressure of the fluid, particularly in the working chamber, can be adjusted and regulated particularly precisely. In other words, there may be pressure in the work chamber or a pressure of the fluid in the working chamber can be set particularly precisely and in particular regulated, the pressure of the fluid in the working chamber being at least almost directly steplessly adjustable. In this way, the pressure at which the material emerges from the passage opening and emerges into the environment can also be set particularly precisely, in particular regulated. In other words, by setting the pressure of the fluid in the working chamber, a pressure with which the material emerges from the through opening and enters the environment can be set, it being possible for the pressure of the fluid in the working chamber to be set precisely, the pressure at which the material emerges from the passage opening and enters the environment, also referred to as the outlet pressure, can be set particularly precisely. In particular, it is possible to keep both pressures at least substantially constant, in particular during the production of the BE, so that the component can be manufactured with a particularly high degree of dimensional accuracy and thus particularly precisely.
Der Austrittsdruck ist beispielsweise ein Druck des Werkstoffes und wird auch als Werkstoffdruck oder Materialdruck bezeichnet. Es wurde gefunden, dass der Materialdruck direkt Einfluss auf eine aus der Durchgangsöffnung austretende und an die Umgebung tretende Fördermenge des Werkstoffes hat. Soll beispielsweise eine Förderung des Werkstoffes unterbleiben, sodass kein Werkstoff mehr aus der Durchgangsöffnung austritt, dann wird beispielsweise die Drehung des Förderelements um die Drehachse beendet oder es erfolgt eine Drehrichtungsumkehr des Förderelements. Beispielsweise wird das Förderelement um die Drehachse zunächst in eine erste Drehrichtung gedreht, um dadurch den Werkstoff aus der Aufnahmekammer in die Durchgangsöffnung und durch die Durchgangsöffnung hindurch zu fördern. Infolge der Drehrichtungsumkehr wird das Förderelement nicht mehr in die erste Drehrichtung, sondern in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung um die Drehachse relativ zu dem Behälter gedreht. Zusätzlich zu Beenden der Drehung des Förderelements beziehungsweise zusätzlich zur Drehrichtungsumkehr kann der Druck des Fluids in der Arbeitskammer, insbesondere vollständig, zurück genommen werden, sodass ein unerwünschtes Austreten, insbesondere Heraustropfen, von Werkstoff aus der Durchgangsöffnung zusätzlich unterbunden werden kann.The outlet pressure is, for example, a pressure of the material and is also referred to as material pressure or material pressure. It was found that the material pressure has a direct influence on a flow rate of the material emerging from the through opening and emerging to the environment. If, for example, the material is not to be conveyed so that no more material emerges from the through opening, then for example the rotation of the conveying element about the axis of rotation is ended or the direction of rotation of the conveying element is reversed. For example, the conveying element is first rotated about the axis of rotation in a first direction of rotation, in order thereby to convey the material from the receiving chamber into the through opening and through the through opening. As a result of the reversal of the direction of rotation, the conveying element is no longer rotated in the first direction of rotation, but in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation about the axis of rotation relative to the container. In addition to stopping the rotation of the conveying element or in addition to reversing the direction of rotation, the pressure of the fluid in the working chamber can be reduced, in particular completely, so that undesired escaping, in particular dripping, of material from the through opening can additionally be prevented.
Die erfindungsgemäße Fördereinrichtung eignet sich besonders vorteilhaft für eine, insbesondere kontinuierliche, Extrusion des beispielsweise als Kunststoff ausgebildeten Werkstoffes. Hierzu ist beispielsweise das Förderelement als eine Extruderschnecke ausgebildet. Zunächst wird beispielsweise aus dem Werkstoff gebildetes Granulat, beispielsweise Kunststoffgranulat, in der Aufnahmekammer aufgenommen und mittels eines Heizkörpers oder mittels mehrerer Heizkörper erwärmt, aufgeschmolzen und plastifiziert. Ferner wird der Werkstoff mittels des Förderelements zu der Durchgangsöffnung gefördert, wobei beispielsweise der Werkstoff auf seinem Weg zu der Durchgangsöffnung erwärmt, aufgeschmolzen und plastifiziert wird. Somit wird beispielsweise mittels des Förderelements das zuvor genannte Granulat und/oder bereits aufgeschmolzener und plastifizierter Werkstoff gefördert. Dabei tritt der erwärmte, aufgeschmolzene und plastifzierte Werkstoff aus der Durchgangsöffnung heraus und an die zuvor genannte Umgebung. Der Werkstoff wird also extrudiert. Durch das Erwärmen, Aufschmelzen und Plastifzieren des Werkstoffes wird aus dem Werkstoff, insbesondere aus dem Granulat, eine Schmelze gebildet, die den Werkstoff in flüssigem beziehungsweise pastösein Zustand umfasst. Bei der Extrusion kommt es üblicherweise zu Druckschwankungen innerhalb der Schmelze, was zur Folge haben kann, dass der Material- beziehungsweise Werkstofffluss durch die Durchgangsöffnung und insbesondere aus der Durchgangsöffnung heraus ungleichmäßig erfolgen kann. Dadurch können sich unregelmäßige Schichtdicken ergeben, was nun jedoch mittels der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung vermieden werden kann.The conveyor device according to the invention is particularly advantageous for an, in particular continuous, extrusion of the material, for example a plastic. For this purpose, for example, the conveying element is designed as an extruder screw. First, for example, granules formed from the material, for example plastic granules, are received in the receiving chamber and heated, melted and plasticized by means of a radiator or by means of several radiators. Furthermore, the material is conveyed to the through opening by means of the conveying element, the material being heated, melted and plasticized on its way to the through opening, for example. Thus, for example, the aforementioned granulate and / or already melted and plasticized material is conveyed by means of the conveying element. The heated, melted and plasticized material emerges from the through opening and into the aforementioned environment. The material is therefore extruded. By heating, melting and plastifying the material, a melt is formed from the material, in particular from the granulate, which comprises the material in a liquid or pasty state. During extrusion, pressure fluctuations usually occur within the melt, which can result in the material or material flowing through the through opening and in particular out of the through opening being uneven. This can result in irregular layer thicknesses, but this can now be avoided by means of the conveyor device according to the invention.
Das Förderelement kann dabei als axiale Extruderschnecke beziehungsweise als axialer Extruder oder aber als ein radialer Extruder beziehungsweise als eine radiale Extruderschnecke ausgebildet und dabei beispielsweise spiralförmig sein, wobei über eine solche radiale Schneckengeometrie eine Aufschmelzung, Verdichtung und Extrusion der Schmelze, die beispielsweise einen Schmelzstrang bildet, erreicht werden kann. Bei dem so genannten FFF (fused filament fabrication) werden meistens Kunststoff Filamente genutzt, wobei sich eine besonders gleichmäßige Materialzufuhr zu der Durchgangsöffnung realisieren lässt. Der Materialauschuss ist hierbei aufgrund der Filamentgröße und Heizleistung des Extruders begrenzt. Dies bedeutet, dass sich durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung eine besonders gleichmäßige Schichtdicke insbesondere auch dann realisieren lässt, wenn der Werkstoff zunächst als granulare Materie vorliegt, die erwärmt und aufgeschmolzen wird, um dadurch die Schmelze zu bilden. Mit anderen Worten kann mittels der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung das wenigstens einen Bauelement aus der granularen Materie besonders präzise hergestellt werden, wobei sich ein besonders hoher Materialaustoß realisieren lässt. Außerdem kann das wenigstens eine Bauelement durch die Verwendung der granularen Materie besonders kostengünstig hergestellt werden. Der Fluidzylinder kann als ein Hydraulikzylinder ausgebildet sein, in dessen Arbeitskammer das als eine Flüssigkeit ausgebildete Fluid aufnehmbar oder aufgenommen ist. Die Flüssigkeit kann Wasser aufweisen beziehungsweise zumindest nahezu vollständig aus Wasser gebildet sein.The conveying element can be designed as an axial extruder screw or as an axial extruder or as a radial extruder or as a radial extruder screw and can be, for example, spiral, such melting, compression and extrusion of the melt, which for example forms a melt strand, via such a radial screw geometry. can be achieved. With the so-called FFF (fused filament fabrication), plastic filaments are mostly used, whereby a particularly uniform material supply to the through opening can be realized. The material waste is limited due to the filament size and heating capacity of the extruder. This means that the use of the conveyor device according to the invention enables a particularly uniform layer thickness to be achieved in particular when the material is initially in the form of granular material which is heated and melted in order to thereby form the melt. In other words, the at least one component can be produced from the granular material with particular precision by means of the conveyor device according to the invention, wherein a particularly high material output can be realized. In addition, the at least one component can be produced particularly cost-effectively through the use of the granular material. The fluid cylinder can be designed as a hydraulic cylinder, in the working chamber of which the fluid formed as a liquid is recordable or recorded. The liquid can have water or at least be made almost entirely of water.
Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn der Fluidzylinder als ein Pneumatikzylinder, insbesondere als ein Luftzylinder beziehungsweise als ein Druckluftzylinder, ausgebildet ist. In der Arbeitskammer ist dann das als ein Gas, insbesondere Luft und insbesondere Druckluft, ausgebildete Fluid aufnehmbar oder aufgenommen. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Druck der Luft, insbesondere der Druckluft, in der Arbeitskammer besonders präzise eingestellt und insbesondere überwacht beziehungsweise reguliert werden kann, sodass sich ein besonders gleichmä-ßiger Material- beziehungsweise Werkstofffluss aus der Durchgangsöffnung heraus realisieren lässt. In der Folge können die Schichten mit zumindest nahezu konstanter Schichtdicke hergestellt werden, sodass das Bauelement besonders maßhaltig beziehungsweise präzise hergestellt werden kann.However, it has proven to be particularly advantageous if the fluid cylinder is designed as a pneumatic cylinder, in particular as an air cylinder or as a compressed air cylinder. The fluid designed as a gas, in particular air and in particular compressed air, can then be received or received in the working chamber. This embodiment is based on the knowledge that the pressure of the air, in particular the compressed air, in the working chamber can be set particularly precisely and, in particular, monitored or regulated, so that a particularly uniform material or material flow out of the passage opening can be achieved. As a result, the layers can be produced with an at least almost constant layer thickness, so that the component can be manufactured particularly dimensionally or precisely.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Förderelement als eine Radialförderschnecke ausgebildet ist, mittels welcher der Werkstoff, insbesondere in der Aufnahmekammer, zunächst entlang einer senkrecht zur Förderrichtung verlaufenden Richtung und somit in radialer Richtung der Radialförderschnecke zu der Durchgangsöffnung hin förderbar ist beziehungsweise hin gefördert wird und dann entlang der Förderrichtung und somit in axialer Richtung der Radialförderschnecke durch die Durchgangsöffnung hindurchförderbar ist beziehungsweise hindurchgefördert wird. Dadurch kann ein zumindest nahezu konstanter Materialfluss realisiert werden, sodass das Bauelement besonders präzise hergestellt werden kann.A further embodiment is characterized in that the conveying element is designed as a radial screw conveyor, by means of which the material, in particular in the receiving chamber, can first be conveyed towards the through opening along a direction perpendicular to the conveying direction and thus in the radial direction of the radial screw conveyor is conveyed and then can be conveyed through the through opening along the conveying direction and thus in the axial direction of the radial screw conveyor or is conveyed through. As a result, an at least almost constant material flow can be realized, so that the component can be manufactured particularly precisely.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Fördereinrichtung eine drehfest mit dem Förderelement verbundene und mit dem Förderelement entlang der Bewegungsrichtung, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und/ oder relativ zu dem Behälter, mitverschiebbare Welle auf, über welche das Förderelement mit dem Element gekoppelt ist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Kraftübertragung realisiert werden, sodass die zuvor genannte, über das Element und über die Welle auf das Förderelement wirkende Kraft besonders präzise eingestellt werden kann. In der Folge kann ein Materialfluss besonders präzise eingestellt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the conveying device has a shaft which is non-rotatably connected to the conveying element and can also be displaced with the conveying element along the direction of movement, in particular relative to the housing and / or relative to the container, via which shaft the conveying element is coupled to the element , This enables a particularly advantageous power transmission to be realized, so that the aforementioned force acting on the conveying element via the element and via the shaft can be set particularly precisely. As a result, a material flow can be set particularly precisely.
Die Welle ist beispielsweise einstückig mit dem Förderelement ausgebildet. Alternativ ist es denkbar, dass das Förderelement und die Welle als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauelemente ausgebildet sind.The shaft is formed, for example, in one piece with the conveying element. Alternatively, it is conceivable for the conveying element and the shaft to be designed as components which are formed separately and are connected to one another.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Fördereinrichtung einen Antrieb, insbesondere einen elektrischen Antrieb, mittels welchem das Förderelement um die Drehachse drehbar ist. Dadurch kann ein Materialfluss besonders präzise eingestellt werden.In a further embodiment of the invention, the conveyor device comprises a drive, in particular an electric drive, by means of which the conveyor element can be rotated about the axis of rotation. This allows a material flow to be set particularly precisely.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Antrieb mit der Welle über wenigstens eine formschlüssige Verbindung drehfest verbunden ist, wobei die formschlüssige Verbindung entlang der Bewegungsrichtung erfolgende Relativverschiebungen zwischen der Welle und dem Antrieb zulässt. Hierdurch kann das Bauelement besonders präzise und kostengünstig hergestellt werden.It has been shown to be particularly advantageous if the drive is connected to the shaft in a rotationally fixed manner via at least one positive connection, the positive connection permitting relative displacements between the shaft and the drive taking place along the direction of movement. As a result, the component can be manufactured particularly precisely and inexpensively.
Um die Kosten besonders gering halten und eine besonders präzise Herstellung des Bauelements realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die formschlüssige Verbindung wenigstens eine Steckverzahnung und/oder wenigstens eine Keilverzahnung und/oder wenigstens eine Passfeder umfasst.In order to keep the costs particularly low and to be able to realize a particularly precise manufacture of the component, it is provided in a further embodiment of the invention that the positive connection comprises at least one spline and / or at least one spline and / or at least one key.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Fördereinrichtung wenigstens eine Heizeinrichtung aufweist, mittels welcher der Werkstoff in der Aufnahmekammer erwärmbar ist. Insbesondere kann der Werkstoff auf seinem Weg zu der Durchgangsöffnung und/oder auf seinem Weg durch die Durchgangsöffnung hindurch mittels der Heizeinrichtung erwärmt beziehungsweise warm gehalten werden, sodass beispielsweise der Werkstoff durch das Erwärmen des Werkstoffes plastifiziert beziehungsweise verflüssigt beziehungsweise aufgeschmolzen werden kann. In der Folge kann eine besonders präzise Herstellung des Bauelements gewährleistet werden.Another embodiment is characterized in that the conveyor device has at least one heating device by means of which the material in the receiving chamber can be heated. In particular, the material can be heated or kept warm on its way to the through opening and / or on its way through the through opening by means of the heating device, so that for example the material can be plasticized, liquefied or melted by heating the material. As a result, a particularly precise manufacture of the component can be ensured.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Förderelement wenigstens eine Überführöffnung auf, über welche der Werkstoff von einer der Durchgangsöffnung entlang der Drehachse beziehungsweise entlang der Förderrichtung und/oder entlang der Bewegungsrichtung abgewandten ersten Seite des Förderelements auf eine der Durchgangsöffnung entlang der Drehachse beziehungsweise entlang der Bewegungsrichtung und/ oder entlang der Förderrichtung zugewandte zweite Seite des Förderelements zu führen ist. Auf diese Weise kann beispielsweise der Werkstoff auf der ersten Seite in die Aufnahmekammer, insbesondere zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, hinein gefördert werden und über die Durchgangsöffnung von der ersten Seite auf die zweite Seite gelangen, sodass sich ein zumindest im Wesentlichen konstanter Materialfluss durch die Durchgangsöffnung hindurch realisieren lässt.In a further embodiment of the invention, the conveying element has at least one transfer opening, through which the material moves from a first side of the conveying element facing away from the through opening along the axis of rotation or along the conveying direction and / or along the direction of movement to one of the through opening along the axis of rotation or along the direction of movement and / or to be guided along the conveying direction of the second side of the conveying element. In this way, for example, the material on the first side can be conveyed into the receiving chamber, in particular at least essentially continuously, and can pass from the first side to the second side via the passage opening, so that an at least substantially constant material flow through the passage opening can be realized.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Fördereinrichtung als ein Druckkopf zum generativen Fertigen, insbesondere zum 3D-Drucken, wenigstens eines Bauelements ausgebildet ist. Hierdurch kann das Bauelement besonders präzise sowie zeit- und kostengünstig hergestellt werden.Finally, it has proven to be particularly advantageous if the conveyor device is designed as a Printhead for generative manufacturing, in particular for 3D printing, at least one component is formed. As a result, the component can be manufactured in a particularly precise, time-saving and cost-effective manner.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zum generativen Fertigen wenigstens eines Bauelements aus wenigstens einem Werkstoff. Die Fertigungsanlage weist wenigstens eine Fördereinrichtung, insbesondere wenigstens eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung, zum Fördern des Werkstoffes auf. Dabei umfasst die Fördereinrichtung wenigstens einen Behälter, welcher zumindest eine Aufnahmekammer zum Aufnehmen des Werkstoffes und wenigstens eine in die Aufnahmekammer mündende Durchgangsöffnung aufweist. Außerdem umfasst die Fördereinrichtung wenigstens ein zumindest teilweise in der Aufnahmekammer angeordnetes und um eine Drehachse relativ zu dem Behälter drehbares Förderelement, mittels welchem unter Drehen des Förderelements der Werkstoff aus der Aufnahmekammer durch die Durchgangsöffnung entlang einer Förderrichtung zu fördern ist. Dabei ist das Förderelement entlang der Förderrichtung relativ zu dem Behälter translatorisch bewegbar, das heißt verschiebbar.A second aspect of the invention relates to a production system for the additive manufacturing of at least one component from at least one material. The production system has at least one conveying device, in particular at least one conveying device according to the invention, for conveying the material. The conveying device comprises at least one container which has at least one receiving chamber for receiving the material and at least one through opening opening into the receiving chamber. In addition, the conveying device comprises at least one conveying element which is at least partially arranged in the accommodating chamber and rotatable about an axis of rotation relative to the container, by means of which the material can be conveyed from the accommodating chamber through the through opening along a conveying direction while rotating the conveying element. The conveying element can be moved translationally along the conveying direction relative to the container, that is to say displaceably.
Um nun das Bauelement besonders präzise herstellen zu können, weist die Fördereinrichtung beziehungsweise die Fertigungsanlage gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wenigstens einen Fluidzylinder auf, welcher ein Gehäuse, ein entlang einer parallel zu der Förderrichtung verlaufenden beziehungsweise mit der Förderrichtung zusammenfallenden Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbares Element und eine teilweise durch das Gehäuse und teilweise durch das Element begrenzte Arbeitskammer umfasst. In der Aufnahmekammer ist ein Fluid, mit welchem das Element beaufschlagbar oder beaufschlagt ist, aufnehmbar oder aufgenommen. Dabei ist das Förderelement mit dem Element gekoppelt und entlang der Bewegungsrichtung mit dem Element, insbesondere relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Behälter, translatorisch mitbewegbar. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to be able to manufacture the component particularly precisely, the conveying device or the production system according to the second aspect of the invention has at least one fluid cylinder which is translatory relative to the housing along a direction of movement running parallel to the conveying direction or coinciding with the conveying direction movable element and a working chamber partially delimited by the housing and partly by the element. A fluid with which the element can be acted upon or acted upon can be received or received in the receiving chamber. The conveying element is coupled to the element and can be moved in translation along the direction of movement with the element, in particular relative to the housing and relative to the container. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Ist das Element als die zuvor genannte Membran ausgebildet, so ist beispielsweise nicht die gesamte Membran relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbar, sondern die Membran ist beispielsweise elastisch verformbar, wodurch beispielsweise zumindest ein Teilbereich der Membran entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbar ist, insbesondere während ein sich an den Teilbereich der Membran anschließender weiterer Teilbereich der Membran mit dem Gehäuse verbunden ist beziehungsweise sich nicht entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse bewegt. Hierdurch ist die Membran über den weiteren Teilbereich an dem Gehäuse gehalten und gesichert, und bezogen auf die Teilbereiche bewegt sich aufgrund der elastischen Verformung der Membran nur der erste Teilbereich entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse.If the element is designed as the aforementioned membrane, for example not the entire membrane can be moved translationally relative to the housing, but rather the membrane can be elastically deformed, for example, whereby at least a portion of the membrane can be moved translationally relative to the housing along the direction of movement, in particular while a further partial region of the membrane adjoining the partial region of the membrane is connected to the housing or does not move relative to the housing along the direction of movement. As a result, the membrane is held and secured to the housing over the further partial area, and, based on the partial areas, only the first partial area moves relative to the housing due to the elastic deformation of the membrane.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen, insbesondere zum generativen Fertigen, wenigstens eines Bauelements aus wenigstens einem Werkstoff. Mit anderen Worten wird bei dem Verfahren das wenigstens eine Bauelement aus dem wenigstens einen Werkstoff hergestellt, insbesondere additiv oder generativ gefertigt. Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird der Werkstoff, insbesondere zunächst, in zumindest eine Aufnahmekammer eines die Aufnahmekammer und wenigstens eine in die Aufnahmekammer mündende Durchgangsöffnung aufweisenden Behälters einer Fördereinrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung, aufgenommen. Im zweiten Schritt des Verfahrens wird der Werkstoff aus der Aufnahmekammer durch die Durchgangsöffnung hindurch entlang einer Förderrichtung mittels wenigstens eines zumindest teilweise in der Aufnahmekammer angeordneten, entlang der Förderrichtung relativ zu dem Behälter translatorisch bewegbaren und um eine Drehachse relativ zu dem Behälter drehbaren Förderelement gefördert, indem das Förderelement um die Drehachse relativ zu dem Behälter gedreht wird.A third aspect of the invention relates to a method for producing, in particular for additive manufacturing, at least one component made from at least one material. In other words, in the method, the at least one component is produced from the at least one material, in particular is manufactured additively or generatively. In a first step of the method, the material, in particular initially, is received in at least one receiving chamber of a container of a conveying device, in particular a conveying device according to the invention, which has the receiving chamber and at least one through opening opening into the receiving chamber. In the second step of the method, the material is conveyed out of the receiving chamber through the through opening along a conveying direction by means of at least one conveying element which is arranged at least partially in the receiving chamber, is translationally movable along the conveying direction relative to the container and rotatable about an axis of rotation relative to the container by the conveying element is rotated about the axis of rotation relative to the container.
Um nun das wenigstens eine Bauelement besonders präzise herstellen zu können, weist die Fördereinrichtung wenigstens einen Fluidzylinder auf, welcher ein Gehäuse, ein entlang einer parallel zu der Förderrichtung verlaufenden beziehungsweise mit der Förderrichtung zusammenfallenden Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbares Element und eine teilweise durch das Gehäuse und teilweise durch das Element begrenzte Arbeitskammer aufweist. In der Arbeitskammer ist ein Fluid, mit welchem das Element beaufschlagt wird, aufgenommen, wobei das Förderelement mit dem Element gekoppelt ist und entlang der Bewegungsrichtung mit dem Element translatorisch mitbewegt wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to be able to produce the at least one component particularly precisely, the conveying device has at least one fluid cylinder which has a housing, an element which is translationally movable relative to the housing along a direction of movement which runs parallel to the conveying direction or coincides with the conveying direction, and an element which partially moves through the housing Housing and working chamber limited in part by the element. A fluid with which the element is acted upon is received in the working chamber, the conveying element being coupled to the element and being moved along with the element in a translatory manner along the direction of movement. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the third aspect of the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawing. The features mentioned in the description and Characteristic combinations as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown in the single figure alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische und geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung zum Herstellen wenigstens eines Bauelements aus wenigstens einem Werkstoff.In the single figure, the drawing shows a schematic and sectional illustration of a conveyor device according to the invention for producing at least one component from at least one material.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen und geschnittenen Darstellung eine Fördereinrichtung
Die Fördereinrichtung
Der Behälter
Die Fördereinrichtung
Um beispielsweise den Werkstoff
Der den Behälter
Um nun gleichmäßige Schichtdicken der Schichten realisieren und somit das Bauelement besonders maßhaltig und präzise herstellen zu können, umfasst die Fördereinrichtung
Der Fluidzylinder
Dabei ist das Förderelement
Da bei dem in der Figur veranschaulichten Ausführungsbeispiel das Fluid als Luft, insbesondere Druckluft, ausgebildet ist, wird der Druck des Fluids in der Arbeitskammer
Aus der Figur ist erkennbar, dass der Zylinder
Dabei weist der Fluidzylinder
Der Kolben
Da das Förderelement
Die Fördereinrichtung
Ferner kann es vorgesehen sein, dass der Niederhalter
Ferner ist es denkbar, dass die Welle
Des Weiteren weist das Förderelement
Die Fördereinrichtung
Beispielsweise mittels einer Förderanlage wird der Werkstoff
Die auch als Granulat bezeichnete granulare Materie sammelt sich beispielsweise zunächst auf oder an der auch als Oberseite bezeichneten Seite
Mittels des vorzugsweise als Pneumatikzylinder oder aber als Hydraulikzylinder ausgebildeten Fluidzylinders
Die formschlüssige Verbindung umfasst alternativ oder zusätzlich eine Keilwellenverbindung. Mit anderen Worten, durch die formschlüssige Verbindung zwischen der Welle
Beispielsweise wird der Werkstoff
Beispielsweise dadurch, dass das Fluid Luft beziehungsweise ein Gas ist, kann das Fluid in der Arbeitskammer
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- FördereinrichtungConveyor
- 1212
- Werkstoffmaterial
- 1414
- Behältercontainer
- 1616
- Aufnahmekammerreceiving chamber
- 1818
- Zuführöffnungfeed
- 2020
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 2222
- UmgebungSurroundings
- 2424
- Düsejet
- 2626
- Heizeinrichtungheater
- 2828
- Drehachseaxis of rotation
- 3030
- Förderelementimpeller
- 3232
- Pfeilarrow
- 3434
- Pfeilarrow
- 3636
- Antriebdrive
- 3838
- Substratsubstratum
- 4040
- Fluidzylinderfluid cylinder
- 4242
- Gehäusecasing
- 4444
- Arbeitsraumworking space
- 4646
- Kolbenpiston
- 4848
- Doppelpfeildouble arrow
- 5050
- Doppelpfeildouble arrow
- 5252
- Arbeitskammerworking chamber
- 5454
- Anschlussconnection
- 5656
- Arbeitskammerworking chamber
- 5858
- Seitepage
- 6060
- Seitepage
- 6262
- Anschlussconnection
- 6464
- Kolbenstangepiston rod
- 6666
- Niederhalterdown device
- 6868
- Wellewave
- 7070
- BundFederation
- 7272
- ÜberführöffnungThreading opening
- 7474
- Seitepage
- 7676
- Seitepage
- 7878
- Schmelzstrangmelt strand
- 8080
- Deckelcover
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2016/020150 A1 [0002]WO 2016/020150 A1 [0002]
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3456298A (en) * | 1967-01-18 | 1969-07-22 | Xaloy Inc | Pressure balancing means for cylinders for injection molding and extrusion |
WO2016020150A1 (en) | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Starfort Des Stubenruss Moritz | Granule/liquid flow adjusting device for 3-d printer heads supplied with granules and/or liquids |
DE102014018081A1 (en) * | 2014-12-06 | 2016-06-09 | Universität Rostock | Process and plant for the additive production of metal parts by means of an extrusion process - Composite Extrusion Modeling (CEM) |
-
2018
- 2018-07-17 DE DE102018211886.8A patent/DE102018211886A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3456298A (en) * | 1967-01-18 | 1969-07-22 | Xaloy Inc | Pressure balancing means for cylinders for injection molding and extrusion |
WO2016020150A1 (en) | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Starfort Des Stubenruss Moritz | Granule/liquid flow adjusting device for 3-d printer heads supplied with granules and/or liquids |
DE102014018081A1 (en) * | 2014-12-06 | 2016-06-09 | Universität Rostock | Process and plant for the additive production of metal parts by means of an extrusion process - Composite Extrusion Modeling (CEM) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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