DE102020129296A1 - Support frame for components in a process chamber - Google Patents
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Abstract
Ein modulares Trägergestell ist ausgebildet, um Bauteile in einer Prozesskammer zu lagern. Vorteilhaft weist das modulare Trägergestell mehrere modulare, lösbare mit dem Grundgestell verbindbare Lagerebenen auf, auf welchen verschiedenartig geformte Bauteile in der Prozesskammer gelagert werden können. Das Trägergestell ist zumindest teilweise eine thermisch isolierende und antihaftende Oberflächenbeschichtung auf.A modular support frame is designed to store components in a process chamber. Advantageously, the modular support frame has a plurality of modular storage levels that can be detachably connected to the base frame and on which differently shaped components can be stored in the process chamber. The support frame is at least partially covered with a thermally insulating and non-stick surface coating.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Verschiedene Beispiele der Erfindung betreffen Techniken zum Lagern von Bauteilen, und insbesondere Techniken für ein Trägergestell zum Lagern von Bauteilen in einer Prozesskammer.Various examples of the invention relate to techniques for storing components, and more particularly to techniques for a cradle for storing components in a process chamber.
Hintergrundbackground
Unter 3D-Druckverfahren werden additive Fertigungsverfahren verstanden, bei denen ein Bauteil schichtweise aufgebaut wird, insbesondere unter Verwendung eines Kunststoffes. Derartige additive Fertigungsverfahren haben den Nachteil, dass die damit hergestellten Bauteile in der Regel keine geschlossene Oberfläche, d.h. eine fertigungsbedingte raue Oberfläche aufweisen, was in vielen Fällen den haptischen Eindruck beim Benutzer des Bauteils negativ beeinflussen kann. Zudem neigt eine raue Oberfläche eines solchen Bauteiles dazu, relativ schnell zu verschmutzen, wobei ein Reinigen der Oberfläche nur mit erheblichem Aufwand möglich ist. Zudem weist die Oberfläche solcher Bauteile fertigungsbedingt eine Vielzahl von Poren auf.3D printing processes are additive manufacturing processes in which a component is built up in layers, in particular using a plastic. Such additive manufacturing processes have the disadvantage that the components produced with them usually do not have a closed surface, i.e. a production-related rough surface, which in many cases can have a negative effect on the haptic impression of the user of the component. In addition, a rough surface of such a component tends to get dirty relatively quickly, with cleaning of the surface only being possible with considerable effort. In addition, the surface of such components has a large number of pores due to the production process.
Um die Oberflächen der in einem 3D-Druckverfahren hergestellten Bauteile zu glätten, können die Oberflächen mechanisch bearbeitet werden, beispielsweise abgeschliffen und/oder gestrahlt werden. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass ein - wenn auch geringer - Materialabtrag von der Oberfläche des Bauteils erfolgt, der zum Erzielen der gewünschten Oberflächenglätte meist oberhalb vorbestimmter Toleranzwerte liegt, sodass mit dem Glätten der Oberfläche eine unerwünschte Veränderung der Geometrie des Bauteils einhergeht. Zudem können Bereiche der Oberfläche, die, insbesondere mit kleinen Krümmungsradien, konkav ausgestaltet sind oder Hinterschneidungen aufweisen, nur unter hohem Aufwand oder gar nicht mechanisch geglättet werden. Bei sehr filigranen Oberflächenstrukturen besteht beim Schleifen oder beim Strahlen zudem die Gefahr, dass diese beschädigt werden. Ferner werden an der Oberfläche vorhandene Poren auch beim Schleifen oder Strahlen nur unzureichend geschlossen.In order to smooth the surfaces of the components produced using a 3D printing process, the surfaces can be machined, for example ground and/or blasted. The disadvantage here, however, is that material is removed from the surface of the component, albeit small, which is usually above predetermined tolerance values to achieve the desired surface smoothness, so that smoothing the surface is accompanied by an undesirable change in the geometry of the component. In addition, areas of the surface that are concave or have undercuts, in particular with small radii of curvature, can only be mechanically smoothed with great effort or not at all. In the case of very filigree surface structures, there is also a risk of damage during grinding or blasting. Furthermore, pores present on the surface are only insufficiently closed even when grinding or blasting.
Es sind verschiedene Verfahren zum Glätten von Bauteilen bekannt. Neben thermischem Glätten, beispielsweise Explosionsglätten, sind auch Verfahren zum chemischen Glätten von Bauteilen bekannt. Hierbei wird die Oberfläche des Bauteils durch geeignete Lösungsmittel angelöst und härtet durch entfernen des Lösungsmittels anschließend wieder aus. Relevant ist insbesondere das Glätten durch Bedampfen von Kunststoffbauteilen, bei denen für eine vorbestimmte Dauer auf die Oberfläche des Kunststoffteils ein Lösungsmitteldampf aufgebracht wird. Eine Prozesskammer und das Trägergestell (auch Aufnahme oder Rack), auf dem die Bauteile platziert werden, werden jeweils auf eine vorbestimmte Temperatur zwischen -100 °C +250°C gebracht. Dabei kann sich das Trägergestell bereits in der Prozesskammer befinden oder außerhalb auf Temperatur gebracht werden bevor es in die Prozesskammer eingeführt wird. Dann wird ein Lösungsmittel als Dampf in die Prozesskammer eingebracht, wobei das Lösungsmittel aufgrund einer niedrigeren Temperatur der Bauteile an deren Oberfläche kondensiert. Mit Hilfe eines Unterdrucks in der Prozesskammer und einer Temperaturdifferenz zwischen den Bauteilen und dem Lösungsmitteldampf und der Dauer der Lösungsmittelzufuhr kann das sich an der Oberfläche des Bauteils bildende Lösungsmittelkondensat gesteuert werden, wodurch ein Anlösen der Oberfläche der Bauteile gesteuert werden kann. Dadurch können Oberflächen von den Bauteilen geglättet werden, ohne dass es hierbei zu wesentlichen Veränderungen der Geometrie der Bauteile kommt.Various methods for smoothing components are known. In addition to thermal smoothing, for example explosion smoothing, methods for chemically smoothing components are also known. Here, the surface of the component is partially dissolved by suitable solvents and then hardens again by removing the solvent. Particularly relevant is the smoothing by vaporization of plastic components, in which a solvent vapor is applied to the surface of the plastic part for a predetermined period of time. A process chamber and the support frame (also a mount or rack) on which the components are placed are each brought to a predetermined temperature between -100 °C +250 °C. In this case, the carrier frame can already be in the process chamber or can be brought up to temperature outside before it is introduced into the process chamber. A solvent is then introduced into the process chamber as a vapor, with the solvent condensing on the surface of the components due to the lower temperature of the components. The solvent condensate forming on the surface of the component can be controlled with the aid of a negative pressure in the process chamber and a temperature difference between the components and the solvent vapor and the duration of the solvent supply, whereby partial dissolution of the surface of the components can be controlled. As a result, surfaces of the components can be smoothed without there being any significant changes in the geometry of the components.
Bestehende Glättungsanlagen mit vergleichsweise hohen Temperaturen nutzen Drähte oder Metallhaken zum Auffädeln der Bauteile. Es ist außerdem bekannt, zusätzliche Haken oder Ösen zur Aufhängung an die Bauteile zu konstruieren und mit dran zu drucken. Dann können die Teile daran aufgehängt werden, und die Haken/Ösen nach dem Prozess z.B.: abgebrochen werden oder am Teil verbleiben falls an unauffälliger Stelle platziert.Existing smoothing systems with comparatively high temperatures use wires or metal hooks to thread the components. It is also known to design and print additional hooks or eyes for attachment to the components. Then the parts can be hung on it, and the hooks/eyelets can be broken off after the process, for example, or remain on the part if placed in an inconspicuous place.
Durch das Anlösen der Oberfläche der Bauteile kann der Prozess teils deutliche Spuren auf den Bauteilen hinterlassen, welche durch mechanischen Druck bzw. Spannung auf die Bauteile und Abschirmungseffekte von dem Lösungsmitteldampf durch die Lagerung der Bauteile verursacht sein können. Zudem können die unterschiedlichen Wärmekapazitäten von Bauteil und Trägergestell dazu führen, dass die Menge des sich an den Bauteilen bildenden Lösungsmittelkondensats schwierig gesteuert werden kann. Kondensiertes Lösemittel am Trägergestell kann in Form von heißen Tropfen auf die Bauteile tropfen was nachteilig für ein homogenes Glättungsergebnis sein kann.By dissolving the surface of the components, the process can sometimes leave clear traces on the components, which can be caused by mechanical pressure or stress on the components and shielding effects from the solvent vapor due to the storage of the components. In addition, the different thermal capacities of the component and the support frame can mean that the amount of solvent condensate that forms on the components can be difficult to control. Condensed solvent on the support frame can drip onto the components in the form of hot drops, which can be detrimental to a homogeneous smoothing result.
Kurze Zusammenfassung der ErfindungBrief Summary of the Invention
Daher besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken für die Lagerung bzw. Halterung von Bauteilen in einer Prozesskammer, die zumindest einige der genannten Einschränkungen und Nachteile überwinden oder abmildern.Therefore, there is a need for improved techniques for supporting components in a process chamber that overcome or mitigate at least some of the limitations and disadvantages noted.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Die Merkmale der abhängigen Patentansprüche definieren weitere vorteilhafte Ausführungsformen.This object is solved by the features of the independent patent claims. The features of the dependent claims define further advantageous embodiments.
Ein Trägergestell zum Lagern, oder Halten, oder Fixieren, von Bauteilen umfasst ein Grundgestell, und mindestens eine Lagervorrichtung, welche an dem Grundgestell angebracht ist, oder lösbar angebracht ist, um Bauteile zu lagern.A support frame for storing, or holding, or fixing components comprises a base frame and at least one storage device which is attached to the base frame or is detachably attached to store components.
Das Trägergestell kann modular ausgestaltet sein, wobei verschiedene modulare Lagervorrichtungen an dem Grundgestell angebracht sein können. Beispielsweise kann eine erste Lagervorrichtung an dem Grundgestell angebracht sein, welche einem ersten Bauteiltyp entspricht, wobei die erste Lagervorrichtung gegen eine zweite Lagervorrichtung ausgetauscht werden kann, welche zu der ersten Lagervorrichtung unterschiedlich ist und einem zweiten Bauteiltyp entspricht. Beispielsweise können zwei oder mehr unterschiedliche Lagervorrichtungen gleichzeitig an dem Grundgestell angebracht sein, welche unterschiedlichen Bauteiltypen entsprechen. In einigen Beispielen kann das Trägergestell 2, oder 3, oder 4 unterschiedliche Lagervorrichtungen umfassen, welche eine unterschiedliche Form und/oder zumindest eine unterschiedliche Komponente aufweisen. Beispielsweise können die Lagervorrichtungen gleiche Komponenten aufweisen, welche lösbar mit dem Grundgestell verbunden sind.The support frame can be of modular design, with various modular storage devices being able to be attached to the base frame. For example, a first bearing device can be attached to the base frame, which corresponds to a first component type, wherein the first bearing device can be exchanged for a second bearing device which is different from the first bearing device and corresponds to a second component type. For example, two or more different storage devices can be attached to the base frame at the same time, which correspond to different types of components. In some examples, the support frame may comprise 2, or 3, or 4 different storage devices that have a different shape and/or at least one different component. For example, the storage devices can have the same components which are detachably connected to the base frame.
In einigen Beispielen können sich die Lagervorrichtungen unterscheiden, dadurch dass sie unterschiedliche Formen aufweisen, oder dadurch dass eine Lagervorrichtung starre, optional stabförmige, Komponenten zum Lagern der Bauteile aufweist, und keine flexiblen Elemente, und dass eine andere Lagervorrichtung flexible, elastische oder unelastische, Komponenten zum Lagern der Bauteile aufweist.In some examples, the support devices may differ in that they have different shapes, or in that one support device has rigid, optionally rod-shaped, components for supporting the components and no flexible elements, and that another support device has flexible, elastic or inelastic, components has for storing the components.
Das Grundgestell kann eine äußere Form des Trägergestells definieren oder umfassen, insbesondere die Außenflächen oder Außenkanten des Trägergestells. Beispielsweise können die Elemente, aus denen das Grundgestell aufgebaut ist, beispielsweise stabförmige oder längliche Elemente, nicht dazu verwendet werden, Bauteile zu lagern. Im Allgemeinen kann das Trägergestell, das Grundgerüst, und die Lagervorrichtungen jeweils eine Vielzahl von miteinander verbundenen Elementen umfassen, oder jeweils integral aus einem Element aufgebaut sein. In einigen Beispielen können das Grundgestell und/oder eine oder mehrere Lagervorrichtungen und/oder einzelne mit dem Grundgestell verbundene, in anderen Worten befestigte oder angebrachte, Elemente dauerhaft oder lösbar angebracht sein, beispielsweise aufgelegt, geklemmt oder eingeschoben.The base frame can define or comprise an outer shape of the support frame, in particular the outer surfaces or outer edges of the support frame. For example, the elements that make up the base frame, such as rod-shaped or elongated elements, cannot be used to store components. In general, the support frame, the basic structure, and the storage devices can each comprise a large number of elements connected to one another, or can each be constructed integrally from one element. In some examples, the base frame and/or one or more storage devices and/or individual elements connected, in other words fastened or attached, to the base frame can be permanently or detachably attached, for example laid on, clamped or pushed in.
Das Grundgestell kann mindestens eine Befestigungsanordnung, welche optional an einer Innenseite des Grundgestells angebracht ist, aufweisen. Die mindestens eine Lagervorrichtung als Einsatz oder Einschub ausgebildet sein, und innerhalb des Grundgestells zerstörungsfrei, lösbar an der Befestigungsanordnung befestigt werden.The base frame can have at least one fastening arrangement, which is optionally attached to an inside of the base frame. The at least one storage device can be designed as an insert or slide-in unit and can be attached to the attachment arrangement within the base frame in a non-destructive, detachable manner.
In einigen Beispielen umfasst die Befestigungsanordnung zumindest eine horizontale Führungsschiene, oder ein Paar von Führungsschienen, und die Lagervorrichtung ist als Einschub ausgebildet, der entlang der mindestens einen Führungsschiene in das Grundgestell eingeschoben werden kann.In some examples, the mounting arrangement comprises at least one horizontal guide rail, or a pair of guide rails, and the storage device is designed as a slide-in unit that can be slid into the base frame along the at least one guide rail.
In einigen Beispielen kann eine Lagervorrichtung starre Komponenten umfassen, welche zum Lagern von Bauteilen ausgebildet sind. In einigen Beispielen kann eine Lagervorrichtung flexible Komponenten umfassen, welche zum Lagern von Bauteilen ausgebildet sind. In einigen Beispielen kann die Lagervorrichtung starre Komponenten umfassen, welche einen Rahmen in horizontaler Ebene bilden, und wobei in dem Rahmen ein flexibles, optional unelastisches, Maschengewebe angebracht ist, vorzugsweise aus Glasfasern, Carbonfasern oder Kunststofffasern, auf dem Bauteile gelagert werden können, weiter vorzugsweise ein elastisches Maschengewebe.In some examples, a storage device may include rigid components configured to store components. In some examples, a storage device may include flexible components configured to store components. In some examples, the storage device may comprise rigid components which form a frame in a horizontal plane, and in which frame is mounted a flexible, optionally inelastic, mesh fabric, preferably of glass fibre, carbon fiber or plastic fibre, on which components can be supported, more preferably an elastic mesh fabric.
Das Trägergestell kann zumindest teilweise eine Oberflächenbeschichtung aufweisen. Das Grundgestell und/oder starre Komponenten und/oder flexible Komponenten können teilweise oder vollständig eine Oberflächenbeschichtung aufweisen.The support frame can at least partially have a surface coating. The base frame and/or rigid components and/or flexible components can have a surface coating partially or completely.
Eine Oberflächenbeschichtung entsprechend der vorliegenden Offenbarung kann eine thermisch isolierende und/oder antihaftende Oberflächenbeschichtung umfassen, und kann aus den folgenden Materialien oder aus einer beliebigen spezifischen Teilmenge der folgenden Materialein ausgewählt sein, oder kann eine beliebige spezifische Kombination der folgenden Materialien enthalten oder aus daraus bestehen:
- Polyaryetherketone (PEEK, PEKK, PEEEK, PEEEK, PEEKK, PEKEKK), Polyphenylensulfid (PPS), Polyphenylsulfone (PPSU), Polyetherimide (PEI), Polyphenylenether (PPE), Polypropylene (PP) und Polyoxymethylen (POM), Polytetrafluorethylen (PTFE), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere (ETFE), Perfluoralkoxy-Polymere (PFA), im Allgemeinen Fluorpolymere, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE, HDPE), im Allgemeinen Polyolefine, vernetze Duroplasten, vernetze Polyacrylate, vernetzte Polyurethane, Epoxidharze, vernetzte Polyester, Phenoplaste, Polyoxymethylen (POM), Aryletherketone, Polysulfone (PSU, PPSU), Polyetherimide (PEI), im Allgemeinen Hochleistungsthermoplaste, insbesondere ein PTFE/PP Co-Polymer,
- Thermoplaste: Polystyrol (PS), Polyamide (PA6, PA66, PA11, PA12, PA46), Polyvinylchlorid (PVC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polyphthalamid (PPA), und
- Duromere (Thermosets): Epoxidharze, Polyesterharze, Polyurethane, Polyharnstoffe, Phenolharze, Melaminharze, Vinylesterharze.
- Polyaryetherketones (PEEK, PEKK, PEEEK, PEEEK, PEEKK, PEKEKK), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene sulfone (PPSU), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), polypropylene (PP) and polyoxymethylene (POM), polytetrafluoroethylene (PTFE), Ethylene-tetrafluoroethylene copolymers (ETFE), perfluoroalkoxy polymers (PFA), generally fluoropolymers, polypropylene (PP), polyethylene (PE, HDPE), generally polyolefins, crosslinked duroplastics, crosslinked polyacrylates, crosslinked polyurethanes, epoxy resins, crosslinked polyesters, Phenoplasts, polyoxymethylene (POM), aryl ether ketones, polysulfones (PSU, PPSU), polyetherimides (PEI), generally high-performance thermoplastics, in particular a PTFE/PP co-polymer,
- Thermoplastics: polystyrene (PS), polyamides (PA6, PA66, PA11, PA12, PA46), polyvinyl chloride (PVC), polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), styrene -Acrylonitrile (SAN), Polyphthalamide (PPA), and
- Thermosets (Thermosets): Epoxy resins, polyester resins, polyurethanes, polyureas, phenolic resins, melamine resins, vinyl ester resins.
Eine Oberflächenbeschichtung entsprechend der vorliegenden Offenbarung kann eine Schichtdicke im Bereich von 50 µm bis 2 mm, vorzugsweise 200 µm bis 1 mm, weiter vorzugsweise 300 µm bis 700 µm, aufweisen.A surface coating according to the present disclosure can have a layer thickness in the range from 50 μm to 2 mm, preferably from 200 μm to 1 mm, more preferably from 300 μm to 700 μm.
Eine Lagervorrichtung kann entlang ihres Umfangs zumindest eine Durchführung aufweisen, wobei eine flexible oder starre Komponente in einer Durchführung befestigt ist, welche mit einem Befestigungselement geklemmt sein kann.A bearing device can have at least one bushing along its circumference, with a flexible or rigid component being fastened in a bushing which can be clamped with a fastening element.
Das Trägergestell, und/oder das Grundgestell und/oder eine Lagervorrichtung kann zumindest eine hohle Komponente aufweisen, insbesondere einen Hohlraum mit oder ohne Verbindung nach außen, d.h. zur Atmosphäre der Prozesskammer. In anderen Worten können entsprechende Elemente nicht massiv aus einem Material gefertigt sein, sondern Hohlkörper, beispielsweise mit einem oder mehreren Hohlkammern, umfassen.The support frame and/or the base frame and/or a storage device can have at least one hollow component, in particular a cavity with or without connection to the outside, i.e. to the atmosphere of the process chamber. In other words, corresponding elements cannot be manufactured solidly from one material, but rather comprise hollow bodies, for example with one or more hollow chambers.
Eine Lagervorrichtung kann mindestens einen flexiblen Schlauch oder eine flexible Schnur umfassen, und/oder an dem Trägergestell kann mindestens ein flexibler Schlauch oder eine flexible Schnur beidseitig befestigt sein, auf welchem Bauteile gelagert werden können.A storage device can comprise at least one flexible hose or a flexible cord, and/or at least one flexible hose or a flexible cord can be fastened on both sides of the support frame, on which components can be stored.
Eine Lagervorrichtung kann ein flexibles Maschengewebe umfassen, oder an dem Trägergestell kann ein flexibles Maschengewebe befestigt sein, auf dem Bauteile gelagert werden können, wobei das flexible Maschengewebe eine Oberflächenbeschichtung entsprechend der vorliegenden Offenbarung aufweisen kann oder direkt aus einem dieser Materialien hergestellt sein kann.A storage device may comprise a flexible mesh, or a flexible mesh may be attached to the support structure upon which components may be supported, where the flexible mesh may have a surface coating in accordance with the present disclosure or may be fabricated directly from any of these materials.
Das Trägergestell und/oder das Grundgestell und/oder starre Komponenten und/oder flexible Komponenten der Lagervorrichtung können zumindest teilweise oder vollständig aus einem Verbundmaterial gefertigt sein, welcher Carbonfasern und/oder Glasfasern und/oder Kunststofffasern enthält, und optional eine Oberflächenbeschichtung entsprechend der vorliegenden Offenbarung aufweist.The support frame and/or the base frame and/or rigid components and/or flexible components of the storage device can be made at least partially or completely from a composite material containing carbon fibers and/or glass fibers and/or plastic fibers, and optionally a surface coating according to the present disclosure having.
Ein technisches System, beispielsweise eine Prozessanlage oder eine Bedampfungsanlage, insbesondere zum Glätten von Bauteilen, umfasst ein Gehäuse, eine Prozesskammer, die im Gehäuse ausgebildet ist, und ein Trägergestell zur Lagerung von Bauteilen in der Prozesskammer entsprechend der vorliegenden Offenbarung.A technical system, for example a processing system or a vapor deposition system, in particular for smoothing components, includes a housing, a process chamber that is formed in the housing, and a support frame for storing components in the process chamber according to the present disclosure.
Die hierin beschriebenen Techniken stellen eine verbesserte Bauteilaufnahme bereit, die gleichzeitig modular aufgebaut ist und die Beladung mit einer Vielzahl von verschieden gearteten Bauteilen mit unterschiedlicher Größe, Form oder Material ermöglicht. Somit stellt das Trägergestell ein modulares, flexibles System mit lösemittel- und temperaturbeständigen starren sowie flexiblen Komponenten, mit optionaler Beschichtung für eine Vielzahl von Geometrien von Bauteilen bereit, das durch einfache Bedienung auf unterschiedliche Bauteile eingestellt werden kann, wobei Verformungen und Abdrücke an den Bauteilen minimiert werden. Zudem führen die unterschiedlichen Wärmekapazitäten von Bauteil und Trägergestell dazu, dass die Menge des sich an den Bauteilen bildenden Lösungsmittelkondensats schwierig gesteuert werden kann.The techniques described herein provide an improved component fixture that is simultaneously modular and allows loading of a variety of different types of components of different sizes, shapes or materials. The support frame thus provides a modular, flexible system with solvent- and temperature-resistant rigid and flexible components, with optional coating for a large number of component geometries, which can be adjusted to different components with simple operation, with deformations and imprints on the components being minimized will. In addition, the different thermal capacities of the component and the support frame make it difficult to control the amount of solvent condensate that forms on the components.
Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The features set out above and features described below can be used not only in the corresponding combinations explicitly set out, but also in further combinations or in isolation without departing from the protective scope of the present invention.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 illustriert schematisch ein Trägergestell mit verschiedenen Lagervorrichtungen, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. -
2 illustriert schematisch ein Grundgestell eines Trägergestells, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. -
3 illustriert schematisch ein Trägergestell mit einer Lagervorrichtung mit starren Komponenten und Haken, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. -
4 illustriert schematisch das Trägergestell von3 mit ausgezogener Lagervorrichtung, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. -
5 illustriert schematisch ein Trägergestell mit zwei Lagervorrichtungen mit einer Oberflächenbeschichtung, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. -
6 illustriert schematisch ein Trägergestell mit einer Lagervorrichtung flexiblen Schläuchen, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. -
7 illustriert schematisch ein Trägergestell mit starren Komponenten zur Lagerung von Bauteilen, gemäß einigen Ausführungsbeispielen. -
8 illustriert schematisch ein Trägergestell mit starren und flexiblen Komponenten, auf bzw. an welchen Bauteile gelagert sind, gemäß einigen Ausführungsbeispielen.
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1 FIG. 12 schematically illustrates a support frame with different storage devices, according to some embodiments. -
2 12 schematically illustrates a base frame of a support frame, according to some embodiments. -
3 FIG. 12 schematically illustrates a support frame with a storage device with rigid components and hooks, according to some embodiments. -
4 schematically illustrates the support frame of FIG3 with storage device extended, according to some embodiments. -
5 12 schematically illustrates a support frame with two storage devices with a surface coating, according to some embodiments. -
6 FIG. 12 schematically illustrates a support frame with a flexible hose storage device, according to some embodiments. -
7 FIG. 12 schematically illustrates a support frame with rigid components for storing components, according to some exemplary embodiments. -
8th FIG. 12 schematically illustrates a carrier frame with rigid and flexible components on which components are mounted, according to some exemplary embodiments.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.The properties, features and advantages of this invention described above, and the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird.In the figures, the same reference symbols designate the same or similar elements. The figures are schematic representations of various embodiments of the invention. Elements depicted in the figures are not necessarily drawn to scale. Rather, the various elements shown in the figures are presented in such a way that their function and general purpose can be understood by those skilled in the art.
Nachfolgend werden Techniken im Zusammenhang mit einem Trägergestell, in anderen Worten ein Gestell oder eine Lager- bzw. Haltevorrichtung, zum Lagern bzw. Halten von Bauteilen beschrieben, insbesondere zum Lagern von additiv hergestellten Formteilen (z.B. 3D-gedruckten Plastikformteilen) in einer Prozesskammer eines technischen Systems, beispielsweise einer Bedampfungsanlage. Die beschriebenen Techniken können insbesondere für ein Glätten von Bauteilen bestimmt sein, beispielsweise ein thermisches Glätten von Bauteilen, beispielsweise Explosionsglätten, oder für ein chemisches Glätten von Bauteilen verwendet werden. Es ist zu verstehen, dass die erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf diese Verfahren eingeschränkt ist, sondern für eine Vielzahl von Verfahren bzw. Prozessen zum Bearbeiten von Bauteilen in einer Prozesskammer verwendet werden kann, insbesondere wobei eine präzise Steuerung eines Temperaturverlaufs und/oder eine Kondensation auf Bauteilen in der Prozesskammer für die Qualität des Verfahrens kritisch sein kann.In the following, techniques are described in connection with a support frame, in other words a frame or a storage or holding device, for storing or holding components, in particular for storing additively manufactured molded parts (e.g. 3D-printed plastic molded parts) in a process chamber of a technical Systems, such as a vapor deposition system. The techniques described can be used in particular for smoothing components, for example thermal smoothing of components, for example explosion smoothing, or for chemical smoothing of components. It is to be understood that the method according to the invention is not limited to these methods, but can be used for a large number of methods or processes for processing components in a process chamber, in particular with precise control of a temperature profile and/or condensation on components in the process chamber can be critical to the quality of the process.
Unter 3D-Druckverfahren werden additive Fertigungsverfahren verstanden, bei denen ein Bauteil schichtweise aufgebaut wird, insbesondere unter Verwendung eines Kunststoffes. Derartige additive Fertigungsverfahren haben den Nachteil, dass die damit hergestellten Bauteile in der Regel keine geschlossene Oberfläche, d.h. eine fertigungsbedingte raue Oberfläche aufweisen, was in vielen Fällen den haptischen Eindruck beim Benutzer des Bauteils negativ beeinflussen kann. Zudem neigt eine raue Oberfläche eines solchen Bauteiles dazu, relativ schnell zu verschmutzen, wobei ein Reinigen der Oberfläche nur mit erheblichem Aufwand möglich ist. Zudem weist die Oberfläche solcher Bauteile fertigungsbedingt eine Vielzahl von Poren auf.3D printing processes are additive manufacturing processes in which a component is built up in layers, in particular using a plastic. Such additive manufacturing processes have the disadvantage that the components produced with them usually do not have a closed surface, i.e. a production-related rough surface, which in many cases can have a negative effect on the haptic impression of the user of the component. In addition, a rough surface of such a component tends to get dirty relatively quickly, with cleaning of the surface only being possible with considerable effort. In addition, the surface of such components has a large number of pores due to the production process.
Um die Oberflächen der in einem 3D-Druckverfahren hergestellten Bauteile zu glätten, können die Oberflächen mechanisch bearbeitet werden, beispielsweise abgeschliffen und/oder gestrahlt werden. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass ein - wenn auch geringer - Materialabtrag von der Oberfläche des Bauteils erfolgt, der zum Erzielen der gewünschten Oberflächenglätte meist oberhalb vorbestimmter Toleranzwerte liegt, sodass mit dem Glätten der Oberfläche eine unerwünschte Veränderung der Geometrie des Bauteils einhergeht. Zudem können Bereiche der Oberfläche, die, insbesondere mit kleinen Krümmungsradien, konkav ausgestaltet sind oder Hinterschneidungen aufweisen, nur unter hohem Aufwand oder gar nicht mechanisch geglättet werden. Bei sehr filigranen Oberflächenstrukturen besteht beim Schleifen oder beim Strahlen zudem die Gefahr, dass diese beschädigt werden. Ferner werden an der Oberfläche vorhandene Poren auch beim Schleifen oder Strahlen nur unzureichend geschlossen.In order to smooth the surfaces of the components produced using a 3D printing process, the surfaces can be machined, for example ground and/or blasted. The disadvantage here, however, is that material is removed from the surface of the component, albeit small, which is usually above predetermined tolerance values to achieve the desired surface smoothness, so that smoothing the surface is accompanied by an undesirable change in the geometry of the component. In addition, areas of the surface that are concave or have undercuts, in particular with small radii of curvature, can only be mechanically smoothed with great effort or not at all. In the case of very filigree surface structures, there is also a risk of damage during grinding or blasting. Furthermore, pores present on the surface are only insufficiently closed even when grinding or blasting.
Weiter sind Verfahren zum Glätten durch Bedampfen von Kunststoffbauteilen bekannt, bei denen für eine vorbestimmte Dauer auf die Oberfläche des Kunststoffteils ein Lösungsmitteldampf aufgebracht wird. Eine Prozesskammer mit einem Trägergestell (auch Aufnahme oder Rack), auf dem die Bauteile platziert werden, wird auf eine vorbestimmte Temperatur zwischen -100 °C +250°C gebracht. Ein Lösungsmittel wird als Dampf in die Prozesskammer eingebracht, wobei das Lösungsmittel aufgrund einer niedrigeren Temperatur der Bauteile an deren Oberfläche kondensieren kann. Mit Hilfe eines Unterdrucks in der Prozesskammer und einer Temperaturdifferenz zwischen den Bauteilen und dem Lösungsmitteldampf und der Dauer der Lösungsmittelzufuhr kann das sich an der Oberfläche des Bauteils bildende Lösungsmittelkondensat gesteuert werden, wodurch ein Anlösen der Oberfläche der Bauteile gesteuert werden kann. Dadurch können Oberflächen von den Bauteilen geglättet werden, ohne dass es hierbei zu wesentlichen Veränderungen der Geometrie der Bauteile kommt.Methods for smoothing plastic components by vapor deposition are also known, in which a solvent vapor is applied to the surface of the plastic component for a predetermined period of time. A process chamber with a support frame (also called a holder or rack) on which the components are placed is brought to a predetermined temperature between -100 °C +250 °C. A solvent is introduced into the process chamber as a vapor, with the solvent being able to condense on the surface of the components due to the lower temperature of the components. The solvent condensate forming on the surface of the component can be controlled with the aid of a negative pressure in the process chamber and a temperature difference between the components and the solvent vapor and the duration of the solvent supply, whereby partial dissolution of the surface of the components can be controlled. As a result, surfaces of the components can be smoothed without there being any significant changes in the geometry of the components.
In Kombination mit dem Anlösen der Oberfläche der Bauteile hinterlässt der Prozess teils deutliche Spuren auf den Bauteilen an den Berührpunkten von Aufnahme und Bauteilen, welche durch mechanischen Druck auf die Bauteile entstehen. Weitere Unregelmäßigkeiten können von Abschirmungseffekten des Lösungsmitteldampfs, die durch das Trägergestellt verursacht werden, stammen. Zudem kann die Menge des sich an den Bauteilen bildenden Lösungsmittelkondensats aufgrund von zusätzlichen Kondensaten an dem Trägergestell schwierig gesteuert werden. Kondensiertes Lösemittel am Trägergestell kann in Form von heißen Tropfen auf die Bauteile tropfen was nachteilig für ein homogenes Glättungsergebnis sein kann.In combination with the dissolving of the surface of the components, the process sometimes leaves clear marks on the components at the points of contact of recording and components, which are caused by mechanical pressure on the components. Other irregularities may arise from solvent vapor shielding effects caused by the support structure. In addition, the amount of solvent condensate forming on the components is difficult to control due to additional condensates on the support frame. Condensed solvent on the support frame can drip onto the components in the form of hot drops, which can be detrimental to a homogeneous smoothing result.
Als allgemeine Regel können mittels der hierin beschriebenen Techniken unterschiedliche Bauteile prozessiert werden. In einem Beispiel könnten zum Beispiel additiv hergestellte Bauteile aus einem Metall oder einem Kunststoff prozessiert werden. Es wäre auch denkbar, Kunststoffteile zu behandeln, die in einem Spritzgussverfahren erhalten werden. Es wäre auch denkbar, Kunststoff-Bauteile zu behandeln, die durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt wurden, beispielsweise ein Pulverbettverfahren. Die Bauteile, die in einem pulverbasierten Fertigungs- bzw. Druckverfahren hergestellt werden, können aus einem Material hergestellt sein, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Polyamid, insbesondere Polyamid 6, Polyamid 11 und Polyamid 12, thermoplastisches Polyurethan, aluminiumgefülltes Polyamid, insbesondere aluminiumgefülltes Polyamid 12, glasgefülltes Polyamid, carbonverstärktes Polyamid, Polypropylen, Sand, Gips, Metall, Verbundwerkstoff, und Kombinationen hiervon. Ein Beispiel für ein Pulverbettverfahren wäre ein selektives Lasersinter (LS)-Verfahren, bei welchem der Körper des Kunststoff-Bauteils schrittweise aufgebaut wird. Nach Abschluss eines solchen 3D-Druckverfahrens ist es dann erforderlich, die Kunststoff-Bauteile aus einem Pulverkuchen herauszutrennen. Es wäre auch denkbar, Kunststoff-Bauteile zu behandeln, die durch ein Schmelzschichtungs-3D-Druckverfahren hergestellt wurden, beispielsweise mittels Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF).As a general rule, different devices can be processed using the techniques described herein. In one example, additively manufactured components could be processed from a metal or a plastic. It would also be conceivable to treat plastic parts that are obtained in an injection molding process. It would also be conceivable to treat plastic components that were produced using a 3D printing process, for example a powder bed process. The components, which are produced in a powder-based manufacturing or printing process, can be made from a material selected from the group comprising polyamide, in particular polyamide 6, polyamide 11 and polyamide 12, thermoplastic polyurethane, aluminium-filled polyamide, in particular aluminium-filled polyamide 12 , glass-filled polyamide, carbon-reinforced polyamide, polypropylene, sand, gypsum, metal, composite, and combinations thereof. An example of a powder bed process would be a selective laser sintering (LS) process, in which the body of the plastic component is built up step by step. After completing such a 3D printing process, it is then necessary to separate the plastic components from a powder cake. It would also be conceivable to treat plastic components that have been produced by a fusion-lamination 3D printing process, for example by means of fused deposition modeling (FDM) or fused filament fabrication (FFF).
Wie in
Die Lagerebenen 30 greifen mechanisch in Befestigungsvorrichtungen 40 ein, welche beispielsweise auf einer Innenseite des Grundgestells 20 befestigt sind. In dem Beispiel der
Beispielsweise ist denkbar, dass einzelne Lagerebenen 30 derart ausgebildet sind, dass sie zu verarbeitenden Bauteilen entsprechen, wobei die Bauteile außerhalb des Grundgestells 20 auf eine entsprechende passende Lagerebene 30 aufgelegt werden können, und zusammen mit den Bauteilen in das Grundgestell eingelegt werden können. Dazu umfassen die Lagervorrichtungen in der
Die oberste in
Die mittlere in
Die untere in
Es ist denkbar, dass die Lagerebenen 30 unterschiedliche, optional zumindest zwei unterschiedliche vertikale Abstände zueinander aufweisen, sodass für unterschiedliche Bauteilegrößen genügend Platz in dem Grundgestell 20 vorgehalten wird. Entsprechend können im Fall von vertikal eingeschobenen Lagerebenen unterschiedliche horizontale Abstände zwischen den Ebenen realisiert werden. Es könnten beispielsweise die Möglichkeit bestehen, zwischen zwei und zehn Befestigungselemente vorzusehen, als vorteilhaft haben sich zwischen drei und fünf erwiesen. Während eines Prozesses können dann zwischen zwei und zehn, bzw. zwischen drei und fünf Lagerebenen verwendet werden.It is conceivable that the
Optional sind das gesamte System oder einzelne Lagervorrichtungen 30 mit einer isolierenden und/oder antihaftenden Beschichtung versehen. Eine Kombination mit beschichteten Haken oder Aufhängung mit Schnüren/Drähten etc. aus einem Material mit geringer Wärmekapazität/Wärmeleitfähigkeit/ hoher Isolierfähigkeit/geringer Haftfähigkeit kann vorteilhaft sein, wie im Folgenden näher beschrieben wird.Optionally, the entire system or
Zudem sind an den Seitenflächen, an denen die Befestigungsvorrichtungen 40 angebracht sind mehrere vertikal verlaufende Streben angebracht, welche das Gewicht der eingesetzten Lagerebenen 30, und gegebenenfalls der aufgelegten Bauteile, aufnehmen. Die Anzahl und Ausgestaltung der Streben kann je nach gewünschter Stabilität des Grundgerüsts variiert werden.In addition, several vertically running struts are attached to the side surfaces on which the
Es kann vorteilhaft sein, eine Anzahl von Komponenten des Grundgestells zu minimieren, sodass insgesamt eine Wärmekapazität des Trägergestells 10 minimiert wird. Ein Grundgestell kann derart ausgebildet sein, dass es eine Aussenform des Trägergestells definiert, beispielsweise kann die äußere Form die Form eines Quaders oder eines Zylinders aufweisen. In anderen Worten, das Grundgestell 20 kann alle Außenflächen des Trägergestells definieren. In diesem Zusammenhang kann ein Grundgestell 20 so ausgebildet sein, dass es nur zum Stützen der Lagerebenen 30 ausgebildet ist, wobei Bauteile nicht direkt auf das Grundgestell 20 aufgelegt werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, dass das Grundgestell 20 ausschließlich Elemente enthält, welche in einer Außenkontur, daher in Außenflächen des Grundgestells 20 verlaufen. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn diese Elemente ausschließlich entlang der Außenkanten des Grundgestells 20 verlaufen, und/oder beispielsweise ausschließlich Außenkanten oder Ecken des Grundgestells verbinden.It can be advantageous to minimize a number of components of the base frame, so that a heat capacity of the
Neben der Reduzierung der Komponenten zur Reduzierung der Wärmekapazität (und des Gewichtes) des Grundgestells 20 und der Lagerebenen 30 kann dies auch durch die Auswahl der Halbzeuge erfolgen. So kann der Durchmesser der Drähte entsprechend gewählt werden, beispielsweise zwischen 2 mm und 6 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 4 mm, oder es können statt massiven Drähten auch hohle Rohre oder Profile, beispielsweise U-Profile, gewählt werden.In addition to reducing the components to reduce the heat capacity (and the weight) of the
Bei der Auswahl der Halbzeuge und Ausgestaltung der Komponenten kann darauf geachtet werden, horizontale Flächen zu vermeiden, weil sich während des Prozesses Lösemittelpfützen auf den Flächen ansammeln können, wodurch ein Absaugen und Trocknen erschwert werden kann.When selecting the semi-finished products and designing the components, care can be taken to avoid horizontal surfaces because puddles of solvent can accumulate on the surfaces during the process, which can make suction and drying more difficult.
Wie in
Diese weiteren Komponenten können verschiedene Formen und Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise können weitere starre und/oder flexible Komponenten an dem Grundgestell lösbar befestigt, d.h. eingesetzt oder eingeschoben werden, weiter können eine oder mehrere Lagervorrichtungen 30 an dem Grundgestell 20 befestigt werden.These other components can have different shapes and configurations. For example, other rigid and/or flexible components may be releasably attached to the base frame, i.e., inserted or slid in, and one or
Die Lagervorrichtungen 30 können beispielsweise einen starren Rahmen aufweisen, welcher im Wesentlichen einer Grundfläche des Grundgestells 20 entspricht, und können zudem weitere starre und/oder flexible Komponenten umfassen, welche in dem Rahmen angeordnet sein können, und von denen einige in Bezug auf
Beispiele für starre Komponenten können sein eine (Lager-)Ebene (oder allgemein Einsatz oder Einschub) aus Drahtgitter, eine Ebene aus Glasfaser-Maschengewebe oder Karbonfaser-Maschengewebe oder Kunstfaser-Maschengewebe, oder (Glas-)Faser-Kunstoffverbundstoff, oder Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, eine Ebene mit Haken, Stäbe die z.B. aufgelegt werden können, gebogene Ebenen (um den Platz in einer runden Prozesskammer vollständig zu nutzen), einzelne Haken, welche in das Grundgestell eingehängt werden können, Klammern, Stäbe, Nadeln oder Nagelbette, stabförmige Elemente mit rundem oder gekrümmten Auflageflächen.Examples of rigid components may be a (storage) plane (or generally insert or drawer) of wire mesh, a plane of glass fiber mesh, or carbon fiber mesh, or synthetic fiber mesh, or (glass) fiber plastic composite, or carbon fiber reinforced plastic, a level with hooks, rods that can be placed, for example, curved levels (to make full use of the space in a round process chamber), individual hooks that can be hung in the base frame, clamps, rods, needles or nail beds, rod-shaped elements with a round or curved bearing surfaces.
Wie in
In
Wie weiter in
Das Grundgestell 20 in
In
Die Lagervorrichtungen 30 weisen zusätzlich eine Oberflächenbeschichtung auf, die das Material der Lagervorrichtung 30 gegenüber der Prozesskammer thermisch isoliert, und eine antihaftende Eigenschaft gegenüber einem Lösungsmittel und den Bauteilen in der Prozesskammer aufweist.The bearing
Die Lagevorrichtung 30 weist einen starren Rahmen auf, der an dem Grundgestell 20 lösbar befestigt ist. Innerhalb des Rahmens sind flexible Schläuche gespannt, auf denen, bzw. an denen Bauteile befestigt werden können.The
Beispielsweise ist denkbar, dass größere Bauteile auf den Schläuchen aufgelegt werden, wobei durch die Flexibilität der Schläuche einzelne Druckpunkte mit hohem Druck an den Bauteilen vermieden werden können. Durch eine Flexibilität bzw. Elastizität der Schläuche kann somit ein Lösungsmittel besser alle Bereiche des Bauteils benetzen. Durch einen Hohlraum in dem Schlauch weist der Schlauch eine geringere Wärmekapazität auf, als beispielsweise eine Schnur mit dem gleichen Durchmesser. Zudem weist der Schlauch durch den Hohlraum eine verbesserte Flexibilität und Elastizität auf, da beispielsweise der Hohlraum bei aufliegen eines Bauteils zumindest teilweise deformiert werden kann, und somit zu einer verbesserten Elastizität Flexibilität beitragen kann.For example, it is conceivable that larger components are placed on the hoses, with individual pressure points with high pressure on the components being able to be avoided due to the flexibility of the hoses. Due to the flexibility or elasticity of the hoses, a solvent can better wet all areas of the component. Due to a cavity in the hose, the hose has a lower heat capacity than, for example, a cord with the same diameter. In addition, the hose has improved flexibility and elasticity due to the hollow space, since, for example, the hollow space can be at least partially deformed when a component rests on it, and thus can contribute to improved elasticity flexibility.
Jeweils zwei Durchführungen sind an dem Rahmen angebracht, um einen Schlauch innerhalb des Rahmens zu befestigen, bzw. zu spannen. Der Schlauch wird jeweils durch eine Durchführungen durchgeführt, und durch Klemmelemente innerhalb der Durchführung geklemmt. Beispielsweise können derartige Klemmelemente keilförmig Elemente oder Schrauben sein, insbesondere Madenschrauben, welche in eine Durchführung eingeschraubt werden, und dadurch einen Durchmesser der Durchführung verkleinern.Two bushings are attached to the frame in order to fasten or tension a hose within the frame. In each case, the tube is passed through a passage and clamped by clamping elements within the passage. For example, such clamping elements can be wedge-shaped elements or screws, in particular grub screws, which are screwed into a passage and thereby reduce a diameter of the bushing.
Auf der obersten Befestigungsanordnung 40 des Grundgestells der
Das Trägergestell 10 in der
Im Allgemeinen können Bauteile beispielsweise gedruckte Haken oder Ösen aufweisen. Beispielsweise kann eine Fuß- oder Bodenplatte angedruckt werden, um Teile hinstellen zu können, da an der Unterseite Abdrücke irrelevant sein können.In general, components can have printed hooks or eyes, for example. For example, a foot or floor plate can be printed on to be able to put parts down, since impressions on the underside can be irrelevant.
Im Allgemeinen können Lagerebenen Flächen und/oder Komponenten entlang der Lagerfläche, welche sich innerhalb des Grundgestells erstreckt, aufweisen, welche nicht waagrecht sind, z.B. nach oben gewölbt sind, oder nach einer Seite oder von einem Zentrum nach mehreren Seiten abfallend. Beispielsweise kann zumindest ein Element, welches entlang einer Auflagefläche verläuft nach außen in Richtung des Grundgestells, oder in Richtung eines Zentrums oder einer anderen vorbestimmten Stelle abfallen. So kann vermieden werden, dass während eines Glättungsprozesses Lösungsmittelkondensat auf den Lagerebenen an bzw. über der Fläche einer darunterliegenden Lagerebene auf Bauteile abtropft und die Qualität der Glättung der Bauteile beeinträchtigt.In general, storage levels may have surfaces and/or components along the storage surface extending within the base that are non-horizontal, e.g., domed upwards, or sloping to one side or from a center to multiple sides. For example, at least one element that runs along a support surface can slope outwards in the direction of the base frame, or in the direction of a center or another predetermined location. It can thus be avoided that, during a smoothing process, solvent condensate on the storage levels on or above the surface of a storage level below it drips onto components and impairs the quality of the smoothing of the components.
Beispielsweise kann eine Vielzahl von Bauteilen zusammenhängend gefertigt sein, beispielsweise zusammengedruckt sein. Eine durch die zusammenhängenden Teile ausgebildete Fläche kann der Grundfläche des Grundgestells entsprechen, oder einer Fläche einer Lagerebene entsprechen. Weitere Elemente sind vorstellbar, die nach dem Prozess entfernt (d.h. abgebrochen oder abgeschnitten) werden oder eine Aufhängung kann vorsehen sein, an der Spuren der Aufhängung nicht stören.For example, a large number of components can be manufactured in a cohesive manner, for example printed together. An area formed by the connected parts can correspond to the base area of the base frame or correspond to an area of a storage level. Further elements can be envisaged which are removed (i.e. broken off or cut off) after the process or a suspension can be provided which does not interfere with traces of the suspension.
Es ist zu verstehen, dass ein beliebiges spezifisches Merkmal, das für ein Trägergestell in Bezug auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel, beispielsweise einer Lagervorrichtung oder einer starren oder flexiblen Komponente, beschrieben und gezeigt ist, mit Merkmalen eines beliebigen anderen Trägergestells, beispielsweise einer Lagervorrichtung oder einer starren oder flexiblen Komponente, die in Bezug auf ein anderes Ausführungsbespiel, beispielsweise einer weiteren Figur, beschrieben oder gezeigt sind, kombiniert werden kann.It should be understood that any specific feature described and shown for a support structure in relation to a particular embodiment, such as a bearing assembly or rigid or flexible component, can be combined with features of any other support structure, such as a bearing assembly or rigid component or flexible components described or shown in relation to another embodiment, for example another figure.
Aus dem oben Gesagten lassen sich einige allgemeine Schlussfolgerungen ziehen:
- Materialien des Trägergestells, des Grundgestells, der starren Komponenten und der flexiblen Komponenten können eine Steifigkeit aufweisen, so dass das Gewicht eines oder mehrerer Bauteile getragen werden kann, beispielsweise im Fall eines metallischen Gestells das Material ein Elastizitätsmodul von größer 50 GPa, vorzugsweise größer 100 GPa, beispielsweise etwa 210 GPa aufweisen. So kann beispielsweise im Fall eines Kunststoffgestells, und/oder flexiblen/elastischen Materialien, ein Material ein Elastizitätsmodul von größer 0,1 GPa, vorzugsweise größer 1 GPa, weiter vorzugsweise größer 10 GPa, beispielsweise etwa 420 GPa (PTFE) aufweisen.
- Materials of the support frame, the base frame, the rigid components and the flexible components can have a stiffness so that the weight of one or more components can be carried, for example in the case of a metallic frame the material has a modulus of elasticity of greater than 50 GPa, preferably greater than 100 GPa , for example about 210 GPa. For example, in the case of a plastic frame and/or flexible/elastic materials, a material can have a modulus of elasticity greater than 0.1 GPa, preferably greater than 1 GPa, more preferably greater than 10 GPa, for example about 420 GPa (PTFE).
Weiter kann das Material bzw. können die Materialien des Trägergestells und/oder des Grundgestells und/oder der starren Komponenten und/oder flexiblen Komponenten einer Lagervorrichtung eine Temperaturbeständigkeit zumindest in einem bestimmten Temperaturbereich aufweisen.Furthermore, the material or materials of the support frame and/or the base frame and/or the rigid components and/or flexible components of a storage device can exhibit temperature resistance at least in a specific temperature range.
In einigen Bespielen wird das Material durch die Temperaturen innerhalb des Temperaturbereiches auch bei Dauerbetrieb nicht beschädigt, oder verliert nicht wesentliche Eigenschaften.In some examples, the material is not damaged by temperatures within the temperature range, even under continuous operation, or does not lose significant properties.
In einigen Beispielen kann das Material zumindest in dem Temperaturbereich eine mechanische Stabilität und/oder chemische Beständigkeit zumindest aufweisen.In some examples, the material may at least have mechanical stability and/or chemical resistance, at least in the temperature range.
In anderen Beispielen kann das Material zumindest in dem Temperaturbereich für den Einsatz in der Prozesskammer spezifizierte, d.h. wesentliche mechanische, physikalische und/oder chemische Eigenschaften aufweisen. In einigen Beispielen können diese Eigenschaften einer oder mehrerer hier vorliegend spezifizierten Eigenschaften entsprechen.In other examples, the material may have mechanical, physical and/or chemical properties specified, ie essential, at least in the temperature range for use in the process chamber. In some examples, If these properties correspond to one or more properties specified here.
In einigen Beispielen kann können die Materialien, d.h. ein Kernmaterial und ein Material einer Oberflächenbeschichtung, in Kombination bzw. im Verbund eine Temperaturbeständigkeit aufweisen bis zu Temperaturen von mindestens 50 °C, vorzugsweise 100 °C, besonders vorzugsweise 150 °C.In some examples, the materials, i.e. a core material and a material of a surface coating, in combination or in the composite can have a temperature resistance of up to temperatures of at least 50°C, preferably 100°C, particularly preferably 150°C.
Zum Beispiel kann ein Element aus Edelstahl eine Temperaturbeständigkeit bis ca. 1000 °C aufweisen, wobei das Element aus Edelstahl als Kernmaterial mit zusätzlicher ETFE Beschichtung eine Temperaturbeständigkeit bis 150°C aufweisen kann.For example, an element made of stainless steel can have a temperature resistance of up to approx. 1000°C, with the element made of stainless steel as the core material with an additional ETFE coating being able to have a temperature resistance of up to 150°C.
In einigen Bespielen können die Materialien eine Temperaturbeständigkeit aufweisen zumindest in einem Bereich ab mindestens 100 °C, vorzugsweise 140 °C, weiter vorzugsweise 160 °C.In some examples, the materials can have a temperature resistance at least in a range from at least 100°C, preferably 140°C, more preferably 160°C.
In einigen Beispielen kann der Temperaturbereich beispielsweise einen Bereich von +100 °C bis +200 °C umfassen, vorzugsweise eine Bereich von +100 °C bis +160 °C, weiter vorzugsweise einen Bereich von +120 °C bis +160 °C.In some examples, the temperature range may include, for example, a range from +100°C to +200°C, preferably a range from +100°C to +160°C, more preferably a range from +120°C to +160°C.
In einigen Beispielen kann der Temperaturbereich eine Untergrenze aufweisen von +50 °C, vorzugsweise 80 °C, oder 100 °C, weiter vorzugsweise +120 °C, oder +140 °C.In some examples, the temperature range may have a lower limit of +50°C, preferably 80°C, or 100°C, more preferably +120°C, or +140°C.
In einigen Beispielen kann der Temperaturbereich eine Obergrenze aufweisen von mindestens 50 °C, mindestens +100 °C, vorzugsweise mindestens +140 °C, oder mindestens +160 °C, oder weiter vorzugsweise mindestens +300 °C.In some examples, the temperature range may have an upper limit of at least 50°C, at least +100°C, preferably at least +140°C, or at least +160°C, or more preferably at least +300°C.
In einigen Beispielen kann das Material eine Lösemittelbeständigkeit, optional in einem der obigen Temperaturbereiche, aufweisen. In einigen Bespielen können eine Wärmeleitfähigkeit und/oder eine Wärmekapazität des Materials im Vergleich zu Stahl kleiner sein.In some examples, the material may exhibit solvent resistance, optionally in any of the above temperature ranges. In some examples, a thermal conductivity and/or a heat capacity of the material may be lower compared to steel.
Abhängig von den Temperaturen, welche während dem Prozess vorherrschen, können aber auch Materialien mit geringerer Temperaturbeständigkeit verwendet werden.However, depending on the temperatures that prevail during the process, materials with lower temperature resistance can also be used.
Die verwendeten Materialien können als Materialanforderung eine chemische Beständigkeit gegenüber dem Lösungsmittel aufweisen, d.h. das Material behält seine charakteristischen mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften trotz langen Kontaktes mit dem Lösungsmittel bei, bzw. Änderungen sind unter einem vorbestimmten Grenzwert.The materials used can have chemical resistance to the solvent as a material requirement, i.e. the material retains its characteristic mechanical, physical and chemical properties despite long-term contact with the solvent, or changes are below a predetermined limit value.
Eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials des Trägergestells, und/oder des Grundgestells, und/oder einer Lagervorrichtung, und/oder einzelner Komponenten oder Elemente davon, kann kleiner 50 W/mK, insbesondere kleiner 40 W/mK oder 20 W/mK sein. Eine Wärmeleitfähigkeit eines Beschichtungsmaterials kann kleiner 5 W/mK, insbesondere kleiner 1 W/mK oder 0,5 W/mK sein. Im Allgemeinen ist eine geringere Wärmeleitfähigkeit vorteilhaft, beispielsweise können Komponenten, Grundgestell oder Lagervorrichtungen mit PTFE oder ETFE beschichtet werden, wobei das Beschichtungsmaterial eine Wärmeleitfähigkeit unter 0,5 W/mK aufweist. Eines oder mehrere von dem Trägergestell, dem Grundgestell, einer Lagervorrichtung, einer starren Komponente und einer flexiblen Komponente, ein Kern eines Elements, d.h. das Element ohne Oberflächenbeschichtung oder ein Hauptmaterial >90% Massenanteil eines Elements kann bzw. können beispielsweise aus folgenden Materialien gefertigt sein, optional zumindest teilweise aus folgenden Materialien gefertigt sein, oder zumindest eine Komponente aus den folgenden Materialien enthalten:
- Metalle oder Legierungen, insbesondere Aluminium, Edelstahl oder andere Stahllegierungen, Faserverbundwerkstoffe, glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK), kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK), im Allgemeinen ein Glasfaserverbundmaterial, ein Karbonfaserverbundmaterial, oder ein Kunststoffverbundmaterial.
- Metals or alloys, in particular aluminum, stainless steel or other steel alloys, fiber composite materials, glass fiber reinforced plastic (GRP), carbon fiber reinforced plastic (CFRP), generally a glass fiber composite material, a carbon fiber composite material, or a plastic composite material.
Weiter können als Kernmaterialien auch die folgenden Materialien verwendet werden:
- Polyaryetherketone (PEEK, PEKK, PEEEK, PEEEK, PEEKK, PEKEKK), Polyphenylensulfid (PPS), Poly-phenylsulfone (PPSU), Polyetherimide (PEI), Polyphenylenether (PPE), Polypropylene (PP) und Polyoxymethylen (POM), Polytetrafluorethylen (PTFE), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere (ETFE), Perfluoralkoxy-Polymere (PFA), im Allgemeinen Fluorpolymere, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE, HDPE), im Allgemeinen Polyolefine, vernetze Duroplasten, vernetze Polyacrylate, vernetzte Polyurethane, Epoxidharze, vernetzte Polyester, Phenoplaste, Polyoxymethylen (POM), Aryletherketone, Polysulfone (PSU, PPSU), Polyetherimide (PEI), im Allgemeinen Hochleistungsthermoplaste,
- Thermoplaste: Polystyrol (PS), Polyamide (PA6, PA66, PA11, PA12, PA46), Polyvinylchlorid (PVC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polyphthalamid (PPA), und
- Duromere (Thermosets): Epoxidharze, Polyesterharze, Polyurethane, Polyharnstoffe, Phenolharze, Melaminharze, Vinylesterharze.
- Erfindungsgemäß können auch Co-Polymere, Blends und Mischungen der genannten Kunststoffe verwendet werden.
- Polyaryetherketones (PEEK, PEKK, PEEEK, PEEEK, PEEKK, PEKEKK), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylsulfone (PPSU), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), polypropylene (PP) and polyoxymethylene (POM), polytetrafluoroethylene (PTFE ), ethylene-tetrafluoroethylene copolymers (ETFE), perfluoroalkoxy polymers (PFA), generally fluoropolymers, polypropylene (PP), polyethylene (PE, HDPE), generally polyolefins, crosslinked duroplastics, crosslinked polyacrylates, crosslinked polyurethanes, epoxy resins, crosslinked Polyester, phenoplasts, polyoxymethylene (POM), aryl ether ketones, polysulfones (PSU, PPSU), polyetherimides (PEI), generally high-performance thermoplastics,
- Thermoplastics: polystyrene (PS), polyamides (PA6, PA66, PA11, PA12, PA46), polyvinyl chloride (PVC), polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), styrene -Acrylonitrile (SAN), Polyphthalamide (PPA), and
- Thermosets (Thermosets): Epoxy resins, polyester resins, polyurethanes, polyureas, phenolic resins, melamine resins, vinyl ester resins.
- According to the invention, copolymers, blends and mixtures of the plastics mentioned can also be used.
In einigen Beispielen kann zumindest eines oder mehrere von dem Grundgestell, der Lagervorrichtung, den starren Komponenten und den flexiblen Komponenten, zumindest ein Element enthalten, das aus einem der beschriebenen Materialien gefertigt ist, oder aus einer Kombination der beschriebenen Materialien gefertigt ist.In some examples, at least one or more of the base frame, the storage device, the rigid components, and the flexible components may include at least one element made of one of the materials described, or made of a combination of the materials described.
Beispielsweise könnten das Trägergestell und/oder das Grundgestell und/oder die starren Komponenten und/oder die flexiblen Komponenten nicht alle aus dem gleichen Material gefertigt sein, sondern jeweils aus unterschiedliche Materialien der beschriebenen Materialien. Beispielsweise könnte das Grundgestell aus Edelstahl und die einsetzbaren Lagervorrichtungen aus einem der genannten Verbundmaterial gefertigt sein, weiter könnten die starren und/oder flexiblen Materialien, welche mit Bauteilen in Berührung kommen, zumindest teilweise aus PTFE gefertigt sein. Somit kann ein Material des Grundgestells eine höhere Festigkeit aufweisen, als ein Material einer Lagervorrichtung, und diese eine höhere Festigkeit als ein Material einer festen oder flexiblen Komponente zur Lagerung von Bauteilen. Es ist ebenfalls denkbar, dass die genannten Elemente in dieser Reihenfolge eine höhere Flexibilität oder Elastizität aufweisen.For example, the support frame and/or the base frame and/or the rigid components and/or the flexible components could not all be made from the same material, but rather from different materials from the materials described. For example, the base frame could be made of stainless steel and the bearing devices that could be used could be made of one of the composite materials mentioned, and the rigid and/or flexible materials that come into contact with components could be made at least partially of PTFE. Thus, a material of the base frame can have a higher strength than a material of a storage device, and this higher strength than a material of a fixed or flexible component for the storage of components. It is also conceivable that the elements mentioned have greater flexibility or elasticity in this order.
In einigen Beispielen kann eines von dem Grundgestell und den starren Komponenten und den flexiblen Komponenten zumindest aus zwei spezifischen der beschriebenen Materialien, welche ein Verbundmaterial bilden, gefertigt sein.In some examples, one of the base frame and the rigid components and the flexible components can be made of at least two specific materials from those described forming a composite material.
In einigen Beispielen kann eines von dem Grundgestell und einer Komponente und einer flexiblen Komponente aus einer spezifischen Kombination von einem oder mehreren Materialien mit einer der Oberflächenbeschichtungen kombiniert werden.In some examples, one of the base frame and a component and a flexible component can be combined from a specific combination of one or more materials with one of the surface coatings.
Eine Fixierung der Lagerebene kann auch entfallen oder durch andere Merkmale erreicht werden, beispielsweise durch Haken, Anschläge, Klemmen oder erhöhte Reibung.A fixation of the storage level can also be omitted or achieved by other features, for example by hooks, stops, clamps or increased friction.
Es ist zu verstehen, dass die Techniken gemäß der vorliegenden Offenbarung auf eine beliebige Teilmenge der beschriebenen Materialien eingeschränkt werden können. Es ist weiter zu verstehen, dass eine Liste von Materialien nicht abschließend sein kann, wobei weitere Materialien möglich sind, die den genannten Anforderungen entsprechen.It is understood that the techniques according to the present disclosure may be limited to any subset of the described materials. It is further understood that a list of materials is not exhaustive, and other materials that meet the stated requirements are possible.
Das Grundgestell kann derart ausgebildet sein, dass es nur Komponenten aufweist, welche zum Stützen der mindestens einen Lagervorrichtung ausgebildet sind, und nicht zum Lagern von Bauteilen ausgebildet sind, wobei die Komponenten des Grundgestells vorzugsweise nur entlang der Aussenflächen und/oder der Aussenkanten des Grundgestells verlaufen.The base frame can be designed in such a way that it only has components which are designed to support the at least one storage device and are not designed to store components, the components of the base frame preferably only running along the outer surfaces and/or the outer edges of the base frame .
Beispielsweise ist denkbar, dass zumindest eines oder mehrere von dem Grundgestell und den starren Komponenten und den flexiblen Komponenten, zumindest ein Element enthalten, das hohl ist. In anderen Worten, das zumindest einen Hohlraum aufweist, der sich zumindest teilweise in einem Inneren des Elements erstreckt. Optional ist der Hohlraum durch zumindest eine Öffnung mit der Atmosphäre der Prozesskammer verbunden.For example, it is conceivable that at least one or more of the base frame and the rigid components and the flexible components contain at least one element that is hollow. In other words, having at least one cavity extending at least partially in an interior of the element. Optionally, the cavity is connected to the atmosphere of the process chamber through at least one opening.
Beispielsweise ist denkbar, dass ein Material mit einer Vielzahl von Hohlräumen, beispielsweise einer Wabenstruktur oder mit mehreren Trennwänden zwischen einzelnen Hohlräumen verwendet wird, wodurch eine mechanische Stabilität erhöht und eine thermische Leitfähigkeit und thermische Kapazität verringert werden kann. Beispielsweise können stabförmige Elemente mit einem oder mehreren Hohlräumen eine erhöhte Stabilität mit geringerer Wärmekapazität aufweisen.For example, it is conceivable that a material with a large number of cavities, for example a honeycomb structure or with a number of partitions between individual cavities, is used, as a result of which mechanical stability can be increased and thermal conductivity and thermal capacity can be reduced. For example, rod-shaped elements with one or more cavities can have increased stability with a lower heat capacity.
Hohlräume könnten in einer Ausgestaltung der Erfindung auch verwendet werden, um Elemente modular zu verbinden, beispielsweise über einen Steckmechanismus. Optional könnten in einem Hohlraum, beispielsweise einem Rohrstück ein flexibles Element, beispielsweise einen PTFE-Schlauch fixiert werden, beispielsweise mit einem weiteren starren Element wie einem Gewindestift (Madenschraube).In one embodiment of the invention, cavities could also be used to connect elements in a modular manner, for example via a plug-in mechanism. A flexible element, for example a PTFE hose, could optionally be fixed in a hollow space, for example a piece of pipe, for example with a further rigid element such as a threaded pin (grub screw).
Das Trägergestell und/oder das Grundgestell und/oder die starren Komponenten und/oder die flexiblen Komponenten können beispielsweise eine Oberflächenbeschichtung, d.h. eine Antihaftschicht und/oder mit wärmeisolierender Schicht, aufweisen, optional zumindest teilweise aufweisen, d.h. zumindest eine Element oder eine Oberfläche mit einer derartigen Beschichtung aufweisen.The support frame and/or the base frame and/or the rigid components and/or the flexible components can have, for example, a surface coating, i.e. a non-stick layer and/or with a heat-insulating layer, optionally at least partially, i.e. at least one element or one surface with a have such a coating.
Die Oberflächenbeschichtung, bzw. Oberflächenschicht, kann auf verschiedenen Wegen aufgebracht werden. z.B. als Schrumpfschlauch oder als Beschichtung, beispielsweise durch Wirbelsintern, Spraycoating, oder Dip-Coating.The surface coating or surface layer can be applied in various ways. e.g. as shrink tubing or as a coating, for example by fluidized bed coating, spray coating or dip coating.
Als Schichtdicke sind weiter beispielsweise Bereiche von 1 µm bis 2 mm, 50 µm bis 2 mm, 50 µm bis 500 µm, 200 µm bis 2 mm, weiter vorzugsweise 500 µm bis 2 mm, möglich. Wobei eine höhere Schichtdicke zu einer besseren Isolierung (d.h. thermischen Isolierung) des beschichteten Elements führt und somit eine geringere Wärmeleitfähigkeit und geringeres Kondensat von Lösungsmittel auf dem Element ermöglicht. Die Dicke der Beschichtung ist entsprechend der Wärmekapazität des Trägergestells zu wählen und kann bei thermisch isolierenden Materialien auch unter 1 µm betragen. In einigen Beispielen kann bei geeigneten Grundmaterialien, z.B. Kernmaterialien mit einer Wärmeleitfähigkeit oder Wärmekapazität vergleichbar Materialien der Oberflächenbeschichtungen, keine weitere Beschichtung erforderlich sein.Ranges from 1 μm to 2 mm, 50 μm to 2 mm, 50 μm to 500 μm, 200 μm to 2 mm, more preferably 500 μm to 2 mm, are also possible as layer thicknesses, for example. Where higher layer thickness results in better insulation (i.e. ther mixing leads to insulation) of the coated element, thus enabling lower thermal conductivity and reduced solvent condensate on the element. The thickness of the coating should be selected according to the thermal capacity of the support frame and can also be less than 1 µm for thermally insulating materials. In some examples, with suitable base materials, eg, core materials having a thermal conductivity or heat capacity comparable to surface coating materials, no further coating may be required.
Beispiele für flexible Komponenten können Schnüre, Schläuche, Netze oder Geflechte, Gittergewebe oder allgemeiner Gitterstrukturen, d.h. mit regelmäßigen Öffnungen, die für Lösungsmittel durchlässig sein können, und beispielsweise eine Größe von >2 mm2, oder >5 mm2, oder >10 mm2 haben können. Beispielsweise können flexible Glasfaser-Maschengewebe oder Karbonfaser-Maschengewebe oder Kunstfaser-Maschengewebe verwendet werden. Beispielsweise können flexiblen Gewebe unter einer Zugspannung (Vorspannung) zwischen Befestigungspunkten stehen, oder können ohne Zugspannung angeordnet sein. Weiter können die genannten flexiblen Komponenten aus Schläuchen aufgebaut sein, welche zumindest einen Hohlraum in ihrem inneren aufweisen, ähnlich wie für die starren Komponenten beschrieben. Besonders vorteilhaft können Bandstrukturen, d.h. Bänder aus einem der Materialien mit einem (möglicherweise quaderförmigen Querschnitt) mit einer Breite aufweisen, die um einen Faktor von mindestens 2, 5, 10 oder 20 größer als ihre Dicke sein kann. Weiter können die genannten flexiblen Komponenten aus beschichteten Drähten aufgebaut sein, beispielsweise aus einem metallischen Kern und einer antihaftenden oder isolierenden (umhüllenden) Schicht, d.h. Beschichtung. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung wäre eine Flexibilität bei gleichzeitiger Formstabilität. Formstabilität in dem Sinne, dass ein Draht nach dem Verformen oder Biegen in der gebogenen Form bleibt.Examples of flexible components can be cords, hoses, nets or braids, woven mesh or more generally lattice structures, ie with regular openings that can be permeable to solvents and, for example, have a size of >2 mm 2 , or >5 mm 2 , or >10 mm 2 can have. For example, flexible fiberglass mesh or carbon fiber mesh or synthetic fiber mesh can be used. For example, flexible webs may be in tension (pre-tension) between attachment points, or may be placed without tension. Furthermore, the flexible components mentioned can be constructed from hoses which have at least one hollow space in their interior, similar to that described for the rigid components. Band structures, ie bands made of one of the materials with a (possibly cuboid cross-section) with a width that can be greater than their thickness by a factor of at least 2, 5, 10 or 20, can be particularly advantageous. Furthermore, the flexible components mentioned can be constructed from coated wires, for example from a metallic core and an anti-adhesive or insulating (enveloping) layer, ie coating. Flexibility with simultaneous dimensional stability would be advantageous in this configuration. Dimensional stability in the sense that a wire remains in the bent shape after being deformed or bent.
Es ist vorstellbar, dass die flexiblen, und ebenso die starren, Komponenten, auf welchen Bauteile gelagert werden, Abstandshalter (Spacer) umfassen. Die Abstandshalter können mit den flexiblen Komponenten verbunden sein, oder können Öffnungen aufweisen, durch welche die flexiblen Komponenten verlaufen. Die Abstandshalter können fest auf einer flexiblen Komponente fixiert sein, oder sich verschieben lassen. Dadurch können die Bauteile, welche auf den starren oder flexiblen Komponenten aufliegen besser voneinander getrennt werden und in einigen Fällen stabiler auf dem Trägergestell fixiert werden. Insbesondere kann durch Abstandshalter eine Berührung der Bauteile miteinander verhindert werden und damit ein Verkleben von Bauteilen während des Bearbeitungsprozesses verhindert werden.It is conceivable that the flexible, as well as the rigid, components on which components are supported include spacers. The spacers may be connected to the flexible components, or may have openings through which the flexible components pass. The spacers can be fixed to a flexible component, or they can be moved. As a result, the components that rest on the rigid or flexible components can be better separated from one another and, in some cases, can be fixed more stably on the carrier frame. In particular, spacers can prevent the components from touching one another and thus prevent components from sticking together during the machining process.
Flexible Komponenten (wie z.B. Schnüre) können Merkmale aufweisen, um an starren Komponenten befestigt zu werden, z.B. Schlaufen, Ösen, Haken aus verschiedenen Materialien.Flexible components (such as cords) may have features to attach to rigid components, e.g., loops, eyes, hooks of various materials.
Außerdem können an den starren Komponenten Merkmale implementiert sein, die eine Befestigung der flexiblen Komponenten ermöglichen, z.B. Haken, Löcher, Pins, Magnete, Klemmmöglichkeiten (wie zwischen den Windungen einer Spiralfeder.In addition, features may be implemented on the rigid components that allow attachment of the flexible components, e.g. hooks, holes, pins, magnets, clamping possibilities (such as between the coils of a spiral spring.
An flexiblen Komponenten, an denen mehrere Bauteile befestigt werden sollen, können Trenneinrichtungen oder Abstandshalter enthalten sein, oder während des Beladens des Korbes hinzugefügt werden, die verhindern, dass sich Bauteile berühren können, wie beispielsweise Scheiben, Knoten, Abstandshülsen.Flexible components to which multiple components are to be attached may have separators or spacers included or added during loading of the basket to prevent components from touching, such as discs, nodes, spacers.
Das Trägergestell selbst kann 3D gedruckt sein, beispielsweise unter Verwenden eines Materials, das gegenüber dem Lösungsmittel beständig und temperaturstabil ist (z.B. PEEK).The support frame itself can be 3D printed, for example using a material that is resistant to the solvent and temperature stable (e.g. PEEK).
Das Trägergestell könnte aus PTFE, das im Kern mit Karbonfasern oder Glasfasern verstärkt ist, gefertigt sein, d.h. aus einem Karbon-/Glasfaser-Verbundmaterial mit antihaftenden oder thermisch isolierenden Eigenschaften oder mit einer entsprechenden Oberflächenbeschichtung. Beispielsweise das Trägergestell ohne Karbonfaser gefertigt sein, d.h. als reines Kunststoffgestell, optional mit tragenden Karbon-(Quer-)Streben, wobei in einigen Beispielen auf eine Oberflächenbeschichtung verzichtet werden kann.The support frame could be made of PTFE core reinforced with carbon fiber or glass fibre, i.e. a carbon/glass fiber composite material with non-stick or thermally insulating properties, or with an appropriate surface coating. For example, the support frame can be made without carbon fibre, i.e. as a pure plastic frame, optionally with supporting carbon (cross) struts, whereby in some examples a surface coating can be dispensed with.
Innerhalb eines Einsatzes könnte eine Fixierung von Schnüren/Schläuchen mittels Hülsen + Madenschraube, beispielsweise aus Kunststoff mit Flügelmutter, bereitgestellt werden, im Allgemeinen mittels eines Befestigungselementes, welches eine Klemmung bereitstellt. Beliebige zwei Komponenten oder Elemente können mittels eines Press-Fits oder Snap-Fits verbunden sein.Within an insert, cords/hoses could be fixed by means of sleeves + grub screws, for example made of plastic with a wing nut, generally by means of a fastening element which provides clamping. Any two components or elements can be connected by means of a press-fit or snap-fit.
Das Trägergestell und/oder die starren Komponenten und/oder die flexiblen Komponenten könnten aus Rohren gefertigt sein, welche beispielsweise spritzgegossen oder gefräst sein oder aus Halbzeug gefertigt sein könnten, beispielsweise aus Stäben oder Rohren, z.B. aus PTFE, wobei durch die geringe Wärmekapazität von PTFE selbst bei großer Auflagefläche keine Abdrücke an den Bauteilen entstehen. Die Rohre könnten über innenliegende Stäbe (z.B. CFK) verstärkt werden.The support frame and/or the rigid components and/or the flexible components could be made from tubes, which could be injection molded or milled, for example, or made from semi-finished products, for example rods or tubes, e.g. made of PTFE, with the low thermal capacity of PTFE Even with a large contact surface, there are no imprints on the components. The tubes could be reinforced with internal rods (e.g. CFRP).
Die beschriebenen Techniken beruhen auf der Erkenntnis, dass dadurch, dass die Oberfläche der Bauteile, die in der Prozesskammer verarbeitet werden, angelöst wird, sich die Bauteile nicht berühren sollen, bzw. eine kleine Auflagefläche auf dem Trägergestell aufweisen sollen. Jedoch kann durch eine zu kleine Auflagefläche mehr Druck und/oder Wärme auf die Bauteile einwirken, wodurch Abdrücke auf den Bauteilen entstehen können. Es ist daher wünschenswert, basierend auf einer bauteilspezifischen Abwägung eine Lagerung der Bauteile, insbesondere eine Anzahl und Fläche von Berührpunkten mit einem Trägergestell flexibel an die Bauteile anpassen zu können. Besonders vorteilhaft kann eine Lagerung von Bauteilen auf flexiblen Komponenten sein, welche eine geringe Wärmekapazität aufweisen. Beispielsweise können Bauteile besonders vorteilhaft auf einem Maschengewebe bzw. einem Netz aus PTFE, PTFE-Schlauch bzw. einem Gewebe aus Glasfasern oder Carbonfasern oder Kunststofffasern, Hohlfasern, welche mit einer antihaftenden Beschichtung beispielsweise aus PTFE überzogen sind, gelagert werden.The techniques described are based on the knowledge that the fact that the surface of the components that are processed in the process chamber is partially dissolved means that the components should not touch or should have a small contact surface on the carrier frame. However, if the contact surface is too small, more pressure and/or heat can act on the components, which can result in imprints on the components. It is therefore desirable, based on a component-specific consideration, to be able to flexibly adapt a mounting of the components, in particular a number and area of contact points with a carrier frame, to the components. Mounting components on flexible components that have a low heat capacity can be particularly advantageous. For example, components can be mounted particularly advantageously on a mesh fabric or a net made of PTFE, PTFE tubing or a fabric made of glass fibers or carbon fibers or plastic fibers, hollow fibers, which are coated with a non-stick coating made of PTFE, for example.
Einige Beispiele können starre und/oder flexible Komponenten umfassen, welche einen Hohlraum aus Luft aufweisen können und/oder aus einem Material umfassend Glasfasern oder Carbonfasern gefertigt sind, und/oder welche eine antihaftende und/oder thermisch isolierende Oberflächenbeschichtung aufweisen.Some examples may include rigid and/or flexible components, which may have an air cavity, and/or be made of a material comprising glass fibers or carbon fibers, and/or have a non-stick and/or thermally insulating surface coating.
Beispielsweise ist denkbar, dass das Trägergestell und/oder dessen Komponenten zumindest teilweise aus einem Profil gefertigt ist, welches in einem Strangpressverfahren hergestellt sein kann.For example, it is conceivable that the support frame and/or its components are made at least partially from a profile that can be produced in an extrusion process.
Somit kann eine Wärmekapazität in der Prozesskammer, welche durch das Trägergestell bereitgestellt wird, minimiert werden, wodurch weniger Lösungsmittel ungewollt in der Prozesskammer kondensiert.A heat capacity in the process chamber, which is provided by the support frame, can thus be minimized, as a result of which less solvent unintentionally condenses in the process chamber.
In einigen Beispielen ist vorstellbar, dass Befestigungsanordnungen für Einsätze direkt an Wänden der Prozesskammer angebracht werden, in anderen Worten dass kein Grundgestell verwendet wird, welches in die Prozesskammer eingeführt wird, um Einsätze oder Einschübe in die Prozesskammer einzuführen. In derartigen Beispielen besteht das Trägergestell lediglich aus einem Einsatz, bzw. Einsatz und entsprechendes Befestigungselement, welche die beschriebenen Formen aufweisen können, und welche aus den beschriebenen vorteilhaften Materialien gefertigt sein können.In some examples, it is envisaged that attachment assemblies for inserts will be attached directly to walls of the process chamber, in other words not using a base frame that is inserted into the process chamber to insert inserts or drawers into the process chamber. In such examples, the support frame consists only of an insert, or insert and corresponding fastening element, which can have the shapes described and which can be made of the advantageous materials described.
Ein Trägergestell kann eine Tür aufweisen, welche auf einer Vorderseite des Trägergestells angeordnet ist und welche schwenkbar mit dem Trägergestell verbunden ist, und zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position geschwenkt werden kann, wobei die Einschübe durch die Tür in dem Trägergestell zurückgehalten werden, wenn die Tür in der geschlossenen Position ist, und in das Trägergestell eingebracht werden können, wenn die Tür in der offenen Position ist. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Tür so im Trägergestell angeordnet, dass sie nicht zerstörungsfrei von dem Trägergestell gelöst werden kann.A carrier frame may have a door which is arranged on a front side of the carrier frame and which is pivotally connected to the carrier frame and can be pivoted between an open position and a closed position, the drawers being retained by the door in the carrier frame when the door is in the closed position and can be inserted into the rack when the door is in the open position. In one embodiment of the invention, the door is arranged in the support frame in such a way that it cannot be detached from the support frame without being destroyed.
Das Trägergestell kann beispielsweise aus reinem Edelstahl gefertigt sein, wobei durch die hohe Wärmekapazität des Edelstahls eine Oberflächenbeschichtung vorteilhaft ist.The support frame can be made of pure stainless steel, for example, with a surface coating being advantageous due to the high heat capacity of the stainless steel.
Eine Oberflächenbeschichtung des Trägergestells, von starren oder flexiblen Komponenten, kann eine Wärmeisolierung gegenüber der Prozesskammer, beziehungsweise gegenüber heißem Lösemittel in flüssiger Form oder Dampfform. bereitstellen. Weiterhin kann die Oberflächenbeschichtung eine antihaftende Wirkung bereitstellen, sodass durch die Oberflächenbeschichtung ein Kondensieren des Lösungsmittels auf den beschichteten Komponenten verringert wird.A surface coating of the carrier frame, of rigid or flexible components, can provide thermal insulation from the process chamber or from hot solvents in liquid or vapor form. provide. Furthermore, the surface coating can provide an anti-adhesive effect, so that the surface coating reduces condensation of the solvent on the coated components.
In einem Einsatz, oder in anderen Worten in einer Ebene, des Trägergestells können Schnüre gespannt sein. Besonders vorteilhaft können Schläuche gespannt sein, zum Beispiel PTFE-Schläuche. Die Verwendung von Schläuchen ist besonders vorteilhaft, da durch den Hohlraum, der zum Beispiel mit Luft gefüllt sein kann, eine geringere Wärmekapazität der Schläuche erreicht wird.Cords can be stretched in an insert, or in other words in a plane, of the support frame. Hoses can be stretched particularly advantageously, for example PTFE hoses. The use of hoses is particularly advantageous because the hollow space, which can be filled with air, for example, means that the heat capacity of the hoses is lower.
Die Lagervorrichtungen können horizontal in dem Grundgestell angebracht sein, oder verschiebbar sein, so dass leicht Bauteile in verschiedene Ebenen eingelegt und entnommen werden können. Die Lagervorrichtungen können vertikal übereinander angeordnet sein. Bauteile können auf die Lagervorrichtungen aufgelegt sein, d.h. auf ihrer Unterseite auf der Lagervorrichtung aufliegen, oder auf Haken oder anderen Geometrieelementen aufgehängt sein. Es ist zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung eine beliebige Halterung oder Lagerung der Bauteile ermöglicht, indem ein modulares, flexibel anpassbares System bereitgestellt wird. Verschiedene Lagervorrichtungen können je nach Bedarf in das Grundgestell eingesetzt werden und entnommen werden, um die Wärmekapazität des Trägergestells in jedem Prozessdurchlauf der Prozesskammer zu minimieren. Schnüre oder Schläuche können aus einem elastischen Material gefertigt sein, welches eine Elastizität aufweist, sodass sich die Schläuche unter dem Gewicht eines Bauteils verformen, z.B. durch Verlängerung um mindestens 1%, 5% oder 10% der Länge. Dadurch können Druckstellen auf den Bauteilen vermieden werden.The storage devices can be mounted horizontally in the base frame or can be moved so that components can be easily inserted and removed from different levels. The storage devices can be arranged vertically one above the other. Components can be placed on the storage devices, i.e. they can rest on the storage device on their underside, or they can be hung on hooks or other geometric elements. It should be understood that the present disclosure allows for any mounting or storage of the components by providing a modular, flexibly adaptable system. Various storage devices can be inserted into and removed from the base frame as needed to minimize the thermal capacity of the support frame in each process run of the process chamber. Cords or hoses can be made of an elastic material that has an elasticity such that the hoses deform under the weight of a component, e.g. by lengthening by at least 1%, 5% or 10% in length. In this way, pressure points on the components can be avoided.
Auf Schnüren oder Schläuchen können rohrförmige Spacer oder Abstandshalter (z.B. Hülsen) aufgefädelt sein, sodass Bauteile, welche auf den Schnüren oder Schläuchen aufliegen, voneinander getrennt werden können. Bauteile können zumindest teilweise, oder vollständig an den Spacern aufliegen.Tubular spacers (eg, sleeves) can be threaded onto cords or hoses, so that components lying on the cords or hoses can be separated from one another. Components can rest at least partially or completely on the spacers.
Das Trägergestell kann mehrere Befestigungsanordnungen aufweisen, sodass mehrere Einsätze übereinander und oder nebeneinander in das Trägergestell eingesetzt werden können. Dadurch kann eine höhere Flexibilität für eine höhere Anzahl von unterschiedlichen Bauteilen in einem Trägergestell bereitgestellt werden. Beispielsweise können unterschiedliche Einsätze in das Trägergestell eingesetzt werden, wobei ein Einsatz für eine bestimmte Art von Bauteilen ausgebildet sein kann.The support frame can have a number of fastening arrangements, so that a number of inserts can be inserted into the support frame one above the other and/or next to one another. As a result, greater flexibility can be provided for a larger number of different components in a carrier frame. For example, different inserts can be used in the support frame, and an insert can be designed for a specific type of component.
Beispielsweise kann ein Einsatz an zwei gegenüberliegenden Außenseiten des Trägergestells oder an einer Lagerebene schlangenförmig gebogene Stäbe aufweisen, auf die Halterungsstäbe aufgelegt werden können.For example, an insert can have rods bent in a serpentine shape on two opposite outer sides of the support frame or on a storage plane, onto which the support rods can be placed.
Beispielsweise können in einem Einsatz zwischen zwei gegenüberliegenden Außenseiten des Trägergestells oder der Lagerebene Gitter, Schnüre, oder Maschengewebe oder Netze verlaufen.For example, grids, cords, or mesh fabrics or nets can run in an insert between two opposite outer sides of the support frame or the storage plane.
Einige Beispiele basieren auf der Erkenntnis, dass durch Berührungspunkte zwischen Bauteilen und dem Trägergestell das Lösungsmittel gegenüber dem Bauteil abgeschirmt werden kann. Somit kann an einem Berührungspunkt weniger oder kein Lösungsmittel auf die Oberfläche des Bauteils einwirken. Durch flexible Materialien, auf welchen ein Bauteil aufliegt, kann Lösungsmittel auch in geringem Umfang unter den Berührpunkten einwirken.Some examples are based on the knowledge that the solvent can be shielded from the component by points of contact between components and the carrier frame. This means that less or no solvent can act on the surface of the component at a point of contact. Due to flexible materials on which a component rests, solvents can also act to a small extent below the points of contact.
Ein Einsatz kann aus Streben aus PTFE gefertigt sein, welche optional durch Carbon oder Glasfasern verstärkt sind. Ein Einsatz kann aus Streben gefertigt sein, welche einen Hohlraum aufweisen, in anderen Worten welche eine rohrförmige Form aufweisen, in anderen Worten einzelne Streben können aus Rohren gefertigt sein.An insert can be made of PTFE struts, which are optionally reinforced with carbon or glass fibers. An insert can be made of struts which have a cavity, in other words which have a tubular shape, in other words individual struts can be made of tubes.
Im Allgemeinen kann zumindest eine flexible oder starre Komponente, oder eine Komponente des Grundgestells oder einer Lagervorrichtung einen Hohlraum umfassen, d.h. als rohrförmige Komponente, oder Rohr ausgebildet sein.In general, at least one flexible or rigid component, or a component of the base frame or a storage device, can comprise a cavity, i.e. be formed as a tubular component, or tube.
In einem Einsatz können Bänder verlaufen, oder gespannt sein, welche zur Lagerung von Bauteilen verwendet werden. Ein Band kann dabei eine größere Auflagefläche bereitstellen als eine Schnur. Ein Band kann aus einem flexiblen Material gefertigt sein, beispielsweise aus einem Gewebe aus Glasfasern und oder Carbonfasern oder einer anderen geeigneten Kunststofffaser. Das Gewebe kann für Lösungsmittel durchlässig sein. Beispielsweise kann das Gewebe ein loses Gittergewebe sein, in welchem eine Vielzahl von Öffnungen oder Durchlässe ausgebildet sind.Belts that are used to store components can run or be stretched in an insert. A band can provide a larger contact surface than a cord. A band can be made of a flexible material, for example a fabric made of glass fibers and/or carbon fibers or another suitable plastic fiber. The fabric can be permeable to solvents. For example, the fabric may be a loose mesh fabric in which a plurality of openings or passages are formed.
Ein flexibles Band oder Schlauch kann im Bedarfsfall durch einen Stab oder einen Draht verstärkt werden, indem dieser durch einen Hohlraum in dem flexiblen Material durchgeführt wird. Ein derartiger Verstärkungsstab kann aus einem beliebigen der beschriebenen Materialien gefertigt sein.A flexible band or tube can be reinforced with a rod or wire, if necessary, by passing it through a cavity in the flexible material. Such a reinforcing bar may be made from any of the materials described.
Die Lagervorrichtungen können jeweils durch ihre Aussenkanten eine Fläche definieren, die im Wesentlichen einer Grundfläche des Grundgestells entspricht.The bearing devices can each define an area through their outer edges, which essentially corresponds to a base area of the base frame.
Die Bauteile können auf den Ebenen bzw. Einsätzen lose aufgelegt sein, oder durch ein oder mehrere flexible oder starre Komponenten in einer bestimmten Position fixiert oder gehalten sein.The components can be placed loosely on the planes or inserts, or they can be fixed or held in a specific position by one or more flexible or rigid components.
Eine Lagervorrichtung, welche zuoberst in dem Grundgerüst angeordnet ist, kann eine nach oben gebogene halbrunde Form aufweisen. Dadurch kann das Trägergestell den verfügbaren Platz in einer runden Prozesskammer besser ausnutzen. Eine nach oben gebogene halbrunde Form hat den Vorteil, dass kondensiertes Lösemittel entlang des Elements seitlich nach unten läuft. So kann das Tropfen von Lösemittel auf Bauteile während des Prozesses minimiert werden.A storage device, which is arranged uppermost in the framework, can have an upwardly curved semicircular shape. This allows the support frame to make better use of the space available in a round process chamber. A semicircular shape bent upwards has the advantage that condensed solvent runs down the side of the element. This minimizes the risk of solvent dripping onto components during the process.
Zusammenfassend wird ein modulares System mit starren sowie flexiblen Einsätzen bereitgestellt, die flexibel in ein korbähnliches Grundgestell integriert werden können, wodurch eine verbesserte Bauteilaufnahme, die gleichzeitig modular aufgebaut ist und die Beladung mit einer Vielzahl von verschieden gearteten Bauteilen (Größe, Form, Material...) für verschiedene Abwandlungen eines Glättungsprozesses beladen werden kann, ermöglicht. Durch eine erfindungsgemäße Materialauswahl von Trägermaterialien und Oberflächenbeschichtung können Verformungen und Abdrücke an den Bauteilen minimiert werden und die Menge eines Lösungsmittelkondensats an den Bauteilen effizient gesteuert werden.In summary, a modular system is provided with rigid and flexible inserts that can be flexibly integrated into a basket-like base frame, resulting in improved component pick-up that is modular at the same time and loading with a variety of different types of components (size, shape, material... .) can be loaded for different variations of a smoothing process. Deformations and imprints on the components can be minimized and the amount of solvent condensate on the components can be efficiently controlled by a material selection of carrier materials and surface coating according to the invention.
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