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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte durch schichtweise selektive Verfestigung von mittels einer in einem Bauraum angeordneten Trageinrichtung getragenen Baumaterialschichten, welche Trageinrichtung ein höhenverstellbares Tragelement aufweist, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, in wenigstens einer mehrere Baumaterialschichten umfassenden Lage ein oder mehrere Objekte herzustellen.
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Entsprechende Vorrichtungen zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise wird durch schichtweisen Auftrag eines Baumaterials innerhalb eines Bauraums, insbesondere auf der Oberfläche eines Tragelements, und anschließender selektiver Verfestigung der aufgetragenen Baumaterialschicht schichtweise ein Objekt oder mehrere Objekte hergestellt. Mit anderen Worten können in einer Lage mehrere verschiedene oder gleichartige Objekte in einem Bauprozess schichtweise hergestellt werden, beispielsweise nebeneinander auf der Baufläche bzw. innerhalb des Bauraums angeordnete Objekte. Dabei umfasst die betreffende Lage sämtliche Schichten der in ihr hergestellten Objekte.
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Die Anzahl der möglichen Lagen die nacheinander in einem Bauprozess hergestellt werden können, ist dabei durch die Höhe des Bauraums begrenzt, da die einzelnen Lagen nacheinander hergestellt bzw. übereinander geschichtet werden. Aus dem Stand der Technik ist es dazu bekannt, die Objekte in den einzelnen Lagen entsprechend versetzt anzuordnen, sodass möglichst viele derartiger Lagen in dem Bauraum übereinander geschichtet bzw. übereinander gebaut werden können. Demnach kann eine Vielzahl von Lagen übereinander gebaut werden, wobei diese nach Fertigstellen der letzten Lage gemeinsam aus dem Bauraum entfernt werden können, beispielsweise durch ein Verbringen der Trageinrichtung in die Ausgangsposition bzw. ein Entnehmen des sogenannten Pulverbetts, das in diesem Fall die Vielzahl der Lagen und der darin enthaltenen Objekte umfasst.
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Dabei ist jedoch zu beachten, dass aufgrund der Energie, die zur Verfestigung des Baumaterials eingebracht wird, eine Erhöhung der Temperatur in dem Bauraum vorliegt, die die hergestellten Objekte sowie das sie umgebende nicht verfestigte Baumaterial erwärmt bzw. erhitzt. Aufgrund der vergleichsweise großen Masse der Vielzahl an Lagen, die übereinander geschichtet sind, ergibt sich entsprechend die Abkühlzeit, die benötigt wird, um die Lagen auf eine definierte Temperatur abzukühlen, um diese aus dem Bauraum entfernen zu können. Ferner ist zu beachten, dass, insbesondere im Hinblick auf kunststoffbasierte Verfahren, eine Beschleunigung der Abkühlung nur in begrenztem Maße möglich ist, da sich eine übermäßige Abkühlgeschwindigkeit negativ auf die Qualität der Bauteile auswirken kann, insbesondere kann eine übermäßige Abkühlung die mechanischen Eigenschaften und die Maßhaltigkeit der Objekte negativ beeinflussen. Demnach ist es erforderlich, dass bevor der nächste Bauprozess beginnen kann, eine definierte Abkühlzeit eingehalten werden muss bis die zuvor hergestellten Lagen aus dem Bauraum entnommen werden können und der weitere nachfolgende Bauprozess gestartet werden kann. Auf der anderen Seite sind entsprechende Rüstzeiten zu beachten, die erforderlich sind, um die Vorrichtung für einen Bauvorgang vorzubereiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Vorrichtung anzugeben, bei der insbesondere die Abkühlzeit zwischen zwei Bauprozessen verringert ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen.
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Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte mit einer Trageinrichtung, die ein höhenverstellbares Tragelement aufweist, um das Pulverbett, also das wenigstens eine zumindest teilweise hergestellte Objekt und das es umgebende nicht verfestigte Baumaterial, zu tragen. Dabei wird bei der schichtweisen Herstellung des einen oder der mehreren Objekte eine Höhenverstellung des Tragelements vorgenommen, insbesondere wird das Tragelement nach einer fertiggestellten Schicht abgesenkt, um eine weitere Baumaterialschicht auf der zuvor verfestigten bzw. fertiggestellten Schicht auftragen zu können. Der Vorgang wird wiederholt bis die wenigstens eine Lage fertiggestellt ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Trageinrichtung dazu ausgebildet ist, nach Fertigstellung der wenigstens einen Lage das Tragelement in eine Ausgabeposition zu bewegen, wobei das Tragelement eine bewegliche Oberfläche, insbesondere ein Förderband, bereitstellt und die Trageinrichtung dazu ausgebildet ist, die wenigstens einen Lage auf der beweglichen Oberfläche durch eine Tür in dem Bauraum auszugeben. Mit anderen Worten ist dadurch vorgesehen, dass bereits nach der Fertigstellung nur einer Lage, die das wenigstens eine Objekt oder mehrere Objekte beinhaltet und somit aus den entsprechenden Baumaterialschichten besteht bzw. diese umfasst, eine Bewegung des Tragelements in eine Ausgabeposition vorgenommen werden kann, in der die Lage aus dem Bauraum entnommen werden kann.
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Dabei kann die Trageinrichtung selbst im Bauraum verbleiben, da das Tragelement eine bewegliche Oberfläche bereitstellt, die in der Ausgabeposition eine Förderung der Lage, umfassend das nicht verfestigte Baumaterial und die sich darin befindenden Objekte, aus dem Bauraum ermöglicht. Somit ist es möglich, anstatt in Serie eine Vielzahl von Lagen übereinander zu bauen bis der Bauraum ausgeschöpft ist, bereits nach einer Lage oder einer definierten Anzahl von Lagen den Bauprozess zu unterbrechen und die fertiggestellte Lage oder die fällig gestellten Lagen durch die Tür aus dem Bauraum zu entfernen. Dadurch kann ein verbessertes Abkühlverhalten erreicht werden, da aufgrund der geringeren Masse ein schnelleres Abkühlen und somit ein zügigeres Entfernen aus dem Bauraum ermöglicht wird.
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Des Weiteren verbessert sich die Auswirkung des Bauprozesses auf das Baumaterial, da dieses nicht über eine vergleichsweise längere Zeit den (thermischen) Belastungen in dem Bauraum ausgesetzt ist. Betrachtet man das nicht verfestigte Baumaterial, das die Objekte in der Lage umgibt, wird dieses, verglichen mit einem Prozess, in dem eine Vielzahl von Lagen übereinander gebaut werden, deutlich früher aus dem Bauraum entfernt, sodass die in dem Bauraum vorherrschende erhöhte Temperatur deutlich kürzer auf das nicht verfestigte Baumaterial einwirkt, sodass dieses verbessert wieder verwendet werden kann, da eine thermische Schädigung des Baumaterials deutlich reduziert ist.
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Zudem bietet sich der Vorteil, dass die hergestellten Objekte schneller verfügbar sind, da diese bereits nach Fertigstellung wenigstens einer Lage aus dem Bauraum entfernt werden können. Der dadurch bereitgestellte Bauprozess kann als „semi-kontinuierlich“ verstanden werden, da der Bauprozess an sich zwar nach Fertigstellung der wenigstens einen Lage unterbrochen wird, nach Entfernen der Lage jedoch mit der nächsten Lage fortgesetzt werden kann. Ferner ist es aufgrund der beweglichen Oberfläche des Tragelements nicht erforderlich, dass das Tragelement oder die Trageinrichtung aus dem Bauraum entfernt werden. Stattdessen führt die Beweglichkeit der Oberfläche des Tragelements in der Ausgabeposition dazu, dass die fertiggestellte Lage durch die Tür aus dem Bauraum ausgegeben werden kann, insbesondere förderbandartig aus dem Bauraum gefördert werden kann. Dadurch entfallen entsprechende Maßnahmen, die beispielsweise einen Austausch einer Trageinrichtung bzw. ein Herausbewegen einer ersten Trageinrichtung und ein Hereinbewegen einer zweiten Trageinrichtung, also letztlich einen Wechsel der Trageinrichtung, mit sich bringen würden. Stattdessen kann die Tür geöffnet werden, sodass in der Ausgabeposition die Oberfläche des Tragelements entsprechend bewegt wird, um die fertiggestellte Lage durch die Tür aus dem Bauraum auszugeben.
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Die Vorrichtung kann ferner durch eine Aufnahmeeinrichtung weitergebildet sein, die dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Lage nach der Ausgabe durch die Tür aufzunehmen. Mit anderen Worten ist es somit möglich, die wenigstens eine Lage nach Fertigstellung mit dem Tragelement in der Ausgabeposition durch die Tür zu fördern und diese Lage mittels der Aufnahmeeinrichtung aufzunehmen. Dadurch kann die fertiggestellte Lage der Aufnahmeeinrichtung übergeben werden, wobei anschließend die Tür wieder geschlossen und der additive Herstellungsprozess in der Vorrichtung mit dem nächsten Bauprozess fortgesetzt werden kann. Insbesondere ist es dabei nicht erforderlich, dass die fertiggestellte Lage vollständig in dem Bauraum abkühlt. Es kann ferner eine Grenztemperatur definiert werden, unterhalb der eine Ausgabe in die Aufnahmeeinrichtung möglich ist. Dadurch kann die Zeit gespart werden, die die Lage zum Abkühlen, beispielsweise auf Raumtemperatur, benötigt. Stattdessen kann eine Verkürzung der Abkühlzeit vorgenommen werden und die Lage stattdessen in die Aufnahmeeinrichtung übergeben werden.
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Die Aufnahmeeinrichtung kann dazu wenigstens eine Aufnahmefläche bereitstellen, auf der die wenigstens eine Lage nach der Ausgabe aus dem Bauraum aufnehmbar ist. Beispielsweise kann die bewegliche Oberfläche dazu auf derselben Höhe angeordnet sein, wie die Aufnahmefläche der Aufnahmeeinrichtung, sodass bei einem Öffnen der Tür ein Bewegen der wenigstens einen Lage durch die bewegliche Oberfläche auf die Aufnahmefläche möglich ist. Die Aufnahmefläche kann ihrerseits ebenfalls beweglich sein. Dabei kann die fertiggestellte Lage nach der Übergabe in die Aufnahmeeinrichtung auf der Aufnahmefläche weiter abkühlen. Insbesondere kann dabei eine definierte, vergleichsweise langsame, Abkühlung durchgeführt werden, um die Qualität der hergestellten Objekte zu gewährleisten.
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Die Aufnahmeeinrichtung kann ferner eine Aufnahmekammer bereitstellen, in der die wenigstens eine Lage nach der Ausgabe aus dem Bauraum aufnehmbar ist. Nach dieser Ausgestaltung kann zusätzlich zu der Aufnahmefläche wenigstens eine Wandung vorgesehen sein, die einen Innenraum der Aufnahmeeinrichtung begrenzt, also letztlich eine Aufnahmekammer definiert, in die die Lage nach Fertigstellung bzw. nach der Ausgabe aus dem Bauraum übergeben werden kann. Die entsprechende Aufnahmekammer kann die Lage somit nach Aufnahme in der Aufnahmeeinrichtung umgeben, sodass diese von Umgebungseinflüssen geschützt ist und ein definiertes Abkühlen, beispielsweise auf Raumtemperatur, möglich ist.
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Die Aufnahmefläche bzw. die Aufnahmekammer können auch auf einer fahrbaren Einrichtung, beispielsweise einem Wagen angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass die Aufnahmefläche bzw. ein Teil der Aufnahmekammer, auf dem die wenigstens eine Lage aufgenommen wird, wie auch die Trageinrichtung beweglich ausgebildet ist, beispielsweise Teil eines Förderbandes bildet. Letztlich ist es danach möglich, ein externes Förderband an den Bauraum anzuschließen, sodass nach Öffnen der Türe durch die bewegliche Oberfläche der Trageinrichtung bzw. des Tragelements ein Übergeben an das sich an den Baum anschließende Förderband möglich ist und die fertiggestellte Lage somit aus dem Bauraum und über das Förderband weiter von der Vorrichtung weggefördert werden kann.
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Die zuvor beschriebene Aufnahmekammer kann ferner temperierbar ausgebildet sein, insbesondere in Abhängigkeit eines definierten Abkühlprofils der wenigstens einen Lage und/oder des wenigstens einen Objekts temperierbar sein. Demnach kann zusätzlich eine Temperierung der Aufnahmekammer erfolgen, insbesondere ein Heizen der Aufnahmekammer auf ein definiertes Temperaturniveau, beispielsweise abgestimmt auf eine Temperatur der fertiggestellten Lage zum Zeitpunkt der Ausgabe aus dem Bauraum. Ausgehend von dieser Temperatur ist zum Beispiel eine definierte Absenkung der Temperatur in der Aufnahmekammer auf die gewünschte Zieltemperatur möglich, indem die aktive Heizung reduziert wird. Dadurch lassen sich mechanische Eigenschaften der hergestellten Objekte gezielt beeinflussen, da diese, insbesondere bei kunststoffbasierten Prozessen, stark von der Abkühlkurve, beispielsweise der Abkühlgeschwindigkeit, abhängen.
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Die Vorrichtung kann ferner eine Verbindungseinrichtung aufweisen bzw. mit einer Verbindungseinrichtung verbunden sein, welche Verbindungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Aufnahmeeinrichtung derart mit dem Bauraum zu verbinden, dass bei einem Überführen der wenigstens eine Lage von dem Bauraum zu der Aufnahmeeinrichtung ein Austritt von Baumaterial verhindert wird. Mit anderen Worten ist es möglich, die Aufnahmefläche bzw. die Aufnahmekammer durch die Verbindungseinrichtung mit dem Abschnitt der Vorrichtung zu verbinden, an dem die Tür angeordnet ist bzw. der die Tür aufweist. Nach Öffnen der Tür und bei Bewegen der fertiggestellten Lage von dem Bauraum in die Aufnahmeeinrichtung bzw. auf die Aufnahmeeinrichtung wird somit verhindert, dass Baumaterial, insbesondere nicht verfestigtes Baumaterial, das das wenigstens eine hergestellte Objekt in der Lage umgibt, austreten kann. Stattdessen wird die Lage, beispielsweise das Pulverbett, insgesamt aus dem Bauraum an die Aufnahmeeinrichtung ausgegeben, beispielsweise bewegt sich die bewegliche Oberfläche des Tragelements förderbandartig, um die fertiggestellte Lage zu übergeben. Die Verbindungserrichtung kann dabei formschlüssige Elemente aufweisen, die eine Verbindung zu der mittels der Tür abgedeckten Öffnung in der Vorrichtung herstellen und die Aufnahmefläche falls nötig seitlich begrenzen kann.
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Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens eine die wenigstens eine Lage umgebende Umhüllung bei der Herstellung der wenigstens einen Lage mit aufzubauen. Die Umhüllung kann dabei die wenigstens eine Lage zumindest abschnittsweise umgeben, beispielsweise in Form einer Schale bzw. eines Kastens, der die wenigstens eine Lage zumindest abschnittsweise einschließt. Insbesondere kann die Umhüllung eine Bodenplatte und wenigstens eine sich daran anschließende Wandung umfassen, sodass die Lage bzw. das Pulverbett in einem Stück aus dem Bauraum verbracht werden kann, ohne dass pulverartiges Baumaterial aus der Umhüllung austreten kann. Die Wandung der Umhüllung kann dabei das Pulvervolumen in der Lage insbesondere bodenseitig und/oder umfangseitig umlaufend umschließen.
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Die zuvor beschriebene Tür kann grundsätzlich jedwede beliebige Form bzw. jedweden beliebigen Schließmechanismus bereitstellen, der dazu ausgebildet ist, während des Bauprozesses eine Öffnung in der Vorrichtung zu verschließen und zur Ausgabe der wenigstens einen Lage entsprechend die Öffnung freizugeben. Die Tür kann insbesondere als Rollladen oder Schiebetür oder Segmenttür oder Schwenktür oder gelenkig angelenkte Tür ausgebildet sein. Dabei sind insbesondere Öffnungsmechanismen vorteilhaft, die eine platzsparende Betätigung der Tür erlauben, insbesondere in Bezug auf eine benachbart zu der Vorrichtung angeordnete Aufnahmeeinrichtung. Abhängig von dem in dem Bauraum durchgeführten Prozess bietet die Tür insbesondere den Vorteil, dass Prozessbedingungen innerhalb des Bauraums, insbesondere während der Durchführung des additiven Herstellungsprozesses, definiert eingehalten werden können, insbesondere kann eine Temperatur stabil gehalten und ein unnötiger Gasaustausch mit der Umgebung verhindert werden, da die Öffnung in der Vorrichtung durch die Tür abgedeckt wird.
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Bei der zuvor beschriebenen Tür kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Öffnungshöhe der Tür in Abhängigkeit der Dicke der wenigstens einen Lage festzulegen. Da mit der additiven Herstellungsvorrichtung grundsätzlich unterschiedliche Objekte bzw. verschiedene Objekte in unterschiedlichen Ausrichtungen oder eine unterschiedliche Anzahl von Lagen hergestellt werden können, kann die Dicke bzw. die Höhe der obersten Schicht auf dem Tragelement variieren. Die Vorrichtung kann nach dieser Ausgestaltung dazu ausgebildet sein, die Tür nur soweit zu öffnen, wie dies für die konkret vorliegende Ausgabe der wenigstens einen Lage nötig ist. Die Öffnungshöhe, also letztlich diejenige Höhe, um die die Tür die Öffnung in der Vorrichtung freigibt, kann auf die Dicke der wenigstens einen Lage bzw. auch die Anzahl von Lagen abgestimmt werden, sodass die Tür nicht unnötig weit geöffnet wird. Dadurch lässt sich ein unnötiger Austausch der Umgebung mit dem Innenraum des Bauraums verhindern, sodass eine Kontamination bzw. ein unnötiger Abfall der Temperatur verhindert werden kann.
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Die Vorrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Anzahl an hintereinander vor einer Ausgabe fertiggestellten Lagen in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters, insbesondere einer Temperaturstabilität, des verwendeten Baumaterials festzulegen. Wie bereits beschrieben, ist, insbesondere bei kunststoffbasierten Herstellungsprozessen, eine während des Herstellungsvorgangs herrschende Temperatur zumeist schädlich für das Baumaterial, das während des Herstellungsvorgangs nicht verfestigt wird und anschließend wiederverwendet werden soll. In Kenntnis der Temperaturstabilität des verwendeten Baumaterials kann dabei definiert werden, wie lange das nicht verfestigte Baumaterial bei einer bestimmten während des Bauprozesses herrschenden Temperatur gelagert werden kann. Insbesondere kann dabei eine Grenze gezogen werden, unterhalb der eine definierte Schädigung des Baumaterials noch nicht eingetreten ist. Entsprechend können mehrere Lagen hergestellt werden ohne dass eine übermäßige Schädigung des nicht verwendeten Baumaterials eintritt. Somit kann die maximale Baudauer, während der das nicht verfestigte Baumaterial den Temperaturen bzw. anderen Prozessbedingungen ausgesetzt ist, ermittelt werden und entsprechend festgelegt werden, wie viele Lagen übereinander gebaut werden können, bevor eine Schädigung im Baumaterial auftritt. Entsprechend kann die Anzahl der Lagen definiert werden und diese, wie zuvor beschrieben, durch die Tür ausgegeben werden bevor die maximale Baudauer erreicht wurde.
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Neben der Vorrichtung betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte durch schichtweise selektive Verfestigung von mittels einer in einem Bauraum angeordneten Trageinrichtung getragenen Baumaterialschichten, welche Trageinrichtung ein höhenverstellbares Tragelement aufweist, wobei in wenigstens einer mehrere Baumaterialschichten umfassenden Lage ein oder mehrere Objekte hergestellt werden, wobei die Trageinrichtung nach Fertigstellung der wenigstens einen Lage in eine Ausgabeposition bewegt wird, wobei das Tragelement eine bewegliche Oberfläche, insbesondere ein Förderband, bereitstellt und die wenigstens eine Lage auf der beweglichen Oberfläche durch eine Tür in dem Bauraum ausgegeben wird.
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Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale der Vorrichtung sind auf das Verfahren übertragbar bzw. anzuwenden.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte in einem ersten Betriebszustand;
- 2 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung von 1 in einem zweiten Betriebszustand; und
- 3 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung von 1 in einem dritten Betriebszustand.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte 2 durch schichtweise selektive Verfestigung von mittels einer in einem Bauraum 3 angeordneten Trageinrichtung 4. Der Bauraum 3 ist dabei durch Wände 5 begrenzt, wobei die Trageinrichtung 4 ein höhenverstellbares Tragelement 6 aufweist, das eine bewegliche Oberfläche 7 bereitstellt. Die bewegliche Oberfläche 7 ist beispielsweise als Förderband ausgebildet.
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In der in 1 dargestellten Situation bzw. dem dargestellten Betriebszustand ist eine Lage 8 in der mehrere Objekte 2 gleichzeitig hergestellt wurden fertiggestellt. Die Lage 8 umfasst sonach mehrere Schichten von Baumaterial die nacheinander auf das Tragelement 6 aufgetragen und selektiv verfestigt wurden, beispielsweise durch einen Energiestrahl. Nach Fertigstellung der Lage 8 kann das Tragelement 6 in der in 1 dargestellten Situation, wie durch einen Pfeil 9 gezeigt, in eine Ausgabeposition verbracht werden, zum Beispiel eine unterste Position des Tragelements 6. 2 zeigt, dass, beispielsweise nach einer definierten Wartezeit um die Lage 8 abkühlen zu lassen, eine Tür 10 der Vorrichtung 1 geöffnet werden kann, um eine Öffnung 11 freizugeben.
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Mit anderen Worten kann nach Fertigstellung der Lage 8 die Trageinrichtung 4 eine Ausgabeposition einnehmen und eine Tür 10 der Vorrichtung 1 geöffnet werden, um die Lage 8 aus dem Bauraum 3 zu entfernen bzw. auszugeben. Bei geöffneter Tür 10 ist es somit möglich, die bewegliche Oberfläche 7 des Tragelements 6, insbesondere in Form eines Förderbands, zu bewegen, wie durch einen Pfeil 12 dargestellt ist, sodass sich die Lage 8 in Bewegung versetzt und aus dem Bauraum 3 gefördert werden kann. In 2 ist ferner eine Aufnahmeeinrichtung 13 dargestellt, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Aufnahmefläche 14 bereitstellt. Ersichtlich kann durch die Bewegung der beweglichen Oberfläche 7 des Tragelements 6 die Lage 8, beispielsweise das Pulverbett des vorhergehenden additiven Herstellungsvorgangs, aus dem Bauraum 3 herausbewegt werden und der Aufnahmeeinrichtung 13 übergeben werden. Auf der Aufnahmeeinrichtung 13 kann die Lage 8 sonach vollständig abkühlen, während in der Vorrichtung 1 ein weiterer additive Herstellungsprozess begonnen werden kann.
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In 3 ist dargestellt, dass die Lage 8 auf der Aufnahmeeinrichtung 13, insbesondere der Aufnahmefläche für 10 abkühlen kann, während in der Vorrichtung 1 die Trageinrichtung 4 eine weitere Bauposition, beispielsweise eine Startposition einnehmen kann, in der eine neue Schicht Baumaterial auf die bewegliche Oberfläche 7 des Tragelements 6 aufgetragen wird. Dabei ist die Tür 10 geschlossen und verdeckt somit die Öffnung 11 zum Bauraum 3. Die Aufnahmeeinrichtung 13 umfasst dabei einen Wagen 15, der verfahrbar ausgebildet ist. Die Lage 8 kann sonach abtransportiert und zum Beispiel weiteren Bearbeitungsstationen zugeführt werden. Zusätzlich zu der Aufnahmefläche 14 ist es außerdem möglich, dass die Aufnahmeeinrichtung 13 eine Aufnahmekammer (nicht dargestellt) bereitstellt, in der die Lage 8 aufgenommen werden kann. Eine derartige Aufnahmekammer kann ferner aktiv temperiert werden, beispielsweise um die Lage 8 entsprechend einer definierten Abkühlkurve abzukühlen.
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Nach einer weiteren Alternative ist es ebenfalls möglich, eine Umhüllung während des Bauprozesses herzustellen, die die Lage 8 umgibt, sodass die Umhüllung mitsamt der Lage 8 aus dem Bauraum 3 entfernt werden kann, wie dies zuvor beschrieben wurde. Wird keine Umhüllung in dem additiven Herstellungsprozess gebaut, ist es auch möglich, dass die Aufnahmeeinrichtung 13 Wandungen bzw. entsprechende Verbindungseinrichtungen bereitstellt, die einen Austritt von Baumaterial beim Übergang der Lage 8 aus dem Bauraum 3 auf die Aufnahmefläche 14 verhindern. Insbesondere kann dies mittels einer zuvor beschriebenen Aufnahmekammer erreicht werden.
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Vorteilhafterweise kann somit bereits nach Fertigstellung einer ersten Lage von Objekten 2 eine Entnahme der Lage 8 aus dem Bauraum 3 vorgenommen werden, sodass die Abkühlzeit entsprechend verringert werden kann und der nächste Bauprozess bereits beginnen kann, bevor die Lage 8 vollständig abgekühlt ist. Des Weiteren wird ein negativer Einfluss der in dem Bauraum 3 herrschenden Prozessbedingungen auf das die Objekte 2 in der Lage 8 umgebende nicht verfestigte Baumaterial erheblich reduziert, da die Zeit in der das Baumaterial den Prozessbedingungen ausgesetzt ist, durch die vorzeitige Entnahme der Lage 8 reduziert werden kann. Somit kann das nicht verfestigte Baumaterial verbessert wiederverwendet werden, da vorzeitige Alterungserscheinungen aufgrund eines Einflusses der Prozessbedingungen auf das Baumaterial reduziert wurden.
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Bei der Vorrichtung 1 kann ferner vorgesehen sein, dass die Tür 10 die Öffnung 11 um eine definierte Öffnungshöhe freigibt, d.h., dass die Vorrichtung 1 die Tür 10, wie in 2 dargestellt, um eine definierte Öffnungshöhe öffnet, sodass die Lage 8 ausgegeben werden kann. Dabei kann insbesondere erreicht werden, dass die Tür 10 nicht übermäßig weit geöffnet wird, beispielsweise um einen Austausch zwischen der Umgebung und dem Bauraum 3 möglichst gering zu halten. Das Öffnungsmaß bzw. die Öffnungshöhe der Tür 10 kann dabei insbesondere auf eine Dicke der Lage 8 bzw. die Anzahl der Lagen 8, die gleichzeitig aus dem Bauraum 3 ausgegeben werden, abgestimmt werden.
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Insbesondere kann das verwendete Baumaterial herangezogen werden, um zu bestimmen, wie viele Lagen 8 gleichzeitig bzw. nacheinander gebaut werden können, bevor diese, wie zuvor beschrieben, ausgegeben werden. Insbesondere kann die Temperaturstabilität des verwendeten Baumaterials herangezogen werden, um eine Entscheidung zu treffen, wie viele Lagen 8 aufeinander hergestellt werden können, ohne dass eine signifikante Schädigung des nicht verfestigten Baumaterials aufgrund der während des Bauprozesses in dem Bauraum 3 herrschenden Baubedingungen bzw. Prozessbedingungen eintritt.
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Das zuvor beschriebene Verfahren kann selbstverständlich auf der in den 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung 1 ausgeführt werden. Sämtliche Merkmale, Vorteile und Einzelheiten sind entsprechend übertragbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Objekt
- 3
- Bauraum
- 4
- Trageinrichtung
- 5
- Wand
- 6
- Tragelement
- 7
- Oberfläche
- 8
- Lage
- 9
- Pfeil
- 10
- Tür
- 11
- Öffnung
- 12
- Pfeil
- 13
- Aufnahmeeinrichtung
- 14
- Aufnahmefläche
- 15
- Wagen
