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Die Erfindung betrifft eine Drucktechnikvorrichtung für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem sowie eine Druckeinheit und ein 3D-Drucksystem.
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Die industrielle Fertigung wird zunehmend durch Fertigungstechniken aus dem Bereich der 3D-Druckverfahren ergänzt oder sogar ausgetauscht. In diesem Zuge bestehen neue Herausforderungen bei der Entwicklung solcher industrieller 3D-Druckverfahren und zugehöriger Anlagen darin, eine schnelle und kostengünstige Produktionsweise weiter voranzutreiben.
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In diesem Zusammenhang sind bereits kontinuierlich arbeitende 3D-Drucksysteme bekannt. Bei diesen Drucksystemen verfährt eine oder mehrere Drucktechnikeinheiten kontinuierlich auf einem kreisförmigen Pulverbett. Dadurch ergeben sich besondere Anforderungen an die Drucktechnik. Sie muss beispielsweise dem industriellen Umfeld in einer Gießerei mit losem Material wie Staub und Sand gerecht werden. Insbesondere müssen dabei die Besonderheiten der empfindlichen Drucktechnik berücksichtigt werden. Eingesetzte Druckköpfe bei solchen Drucktechniken haben etwa nur eine begrenzte Offenzeit. Nach Ablauf der Zeit besteht die Gefahr, dass die Düsen an der Luft eintrocknen. Es handelt sich zudem allgemein meist um eine besonders empfindliche und umfangreiche Technik. Es werden neben dem Druckkopf, Fluidsystem und den Steuerkarten diverse weitere Komponenten zum Betrieb der Drucktechnik benötigt. Diese Komponenten stellen ein aufwendiges System dar, welches nur von Personal mit entsprechender Vorbildung gewartet und Instand gehalten werden kann.
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Wenn zudem die Druckeinheiten auf einer Kreisbahn bewegt werden, kommen weitere anlagenbautechnische Besonderheiten hinzu. Beispielsweise muss die Bewegung auf der Kreisbahn sehr präzise geführt und sauber gesteuert werden. In dem Falle, dass mehrere Druckeinheiten eingesetzt werden, muss zudem ein sicherer Maschinenbetrieb gewährleistet werden. Das heißt, dass Kollisionen zwischen den einzelnen Druckeinheiten immer prozesssicher vermieden werden müssen. Weiterhin muss die Position der Druckeinheit zu jedem Zeitpunkt und bei jeder Geschwindigkeit bekannt sein, um die jeweiligen Druckköpfe der einzelnen Druckeinheiten sauber ansteuern zu können.
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Aus dem Stand der Technik werden nachfolgend zwei Beispiele näher vorgestellt.
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So ist aus der Druckschrift
CN 104 16 2990 B ein Aufbau eines 3D-Druckgeräts und eine Methode basierend auf der Polarkoordinatenpositionierung als offenbart zu entnehmen. Insbesondere wird dabei eine 3D-Druckvorrichtung und ein Verfahren zum Aufbau auf der Basis einer Polarkoordinatenpositionierung bereitgestellt. Ein kreisförmiger Schienenbalken ist dabei horizontal oberhalb durch mehrere Stützen angeordnet. Ein Druckkopfquerträger verläuft durch die Kreismitte des kreisförmigen Schienenbalkens, wobei zwei Enden des Druckkopfquerträgers jeweils gleitend mit dem kreisförmigen Schienenbalken verbunden sind. Der Querbalken des Druckkopfes kann sich um die Kreismitte des kreisförmigen Schienenbalkens und in einer Ebene des kreisförmigen Schienenbalkens drehen. Der Druckkopfstab kann sich ausdehnen und nach hinten schrumpfen, um den Druckkopf auf und ab zu bewegen. Der Druckkopf kann dem Druckkopfstab folgen, um eine lineare Bewegung entlang des Druckkopfquerträgers auszuführen. Die Vorrichtung und das Verfahren können den Druckkopf in Form eines Polarkoordinatensystems positionieren und weisen eine höhere Druckgenauigkeit und Effizienz im Vergleich zu einer 3D-Druckvorrichtung und einem Verfahren auf, die auf einem rechteckigen Koordinatensystem basieren.
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Aus der Druckschrift
DE 20 2013 004 745 U1 ist zudem eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Siebdrucken als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Siebdrucken offenbart, welche einen Drucktisch mit einem Drucksieb offenbart, wobei mittels des Drucktisches mit dem Drucksieb zumindest ein Drucknutzen mehrfach bedruckbar ist. Nach jedem durchgeführten Druck ist dabei der Wert des Absprunges um die Auftragsstärke des zuvor durchgeführten Druckes erhöhbar.
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WO 2003/026876 A2 offenbart eine Drucktechnikvorrichtung für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem, die wenigstens einen Druckkopf umfasst. Dem Druckkopf ist eine Reinigungsvorrichtung zugeordnet, mittels der der Druckkopf von überschüssigem Material befreit werden kann. Hierzu wird eine Reinigungslippe über den Druckkopf geführt.
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WO 2020/237118 A2 offenbart ein Reinigungssystem für ein 3D-Drucksystem, bei dem Wischerblätter zur Reinigung über einen Druckkopf geführt werden können.
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US 2019/0039312 A1 offenbart ein Reinigungssystem für einen Druckkopf eines 3D-Drucksystems, bei dem ein unter Druck stehendes Reinigungsfluid auf den Druckkopf geführt werden kann.
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CN 108 582 790 A offenbart ein automatisches Reinigungssystem für einen Druckkopf eines 3D-Drucksystems. Die Reinigung des Druckkopfes erfolgt hierbei mechanisch mittels einer Wischvorrichtung.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Drucktechnikvorrichtung und eine entsprechende Druckeinheit für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem bereitzustellen, welche einen flexiblen und zuverlässigen Betriebseinsatz gewährleisten und zudem ein flexibles Wartungs- und Instandsetzungsvorgehen unterstützen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Drucktechnikvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Druckeinheit gemäß Anspruch 7 sowie ein 3D-Drucksystem gemäß Anspruch 9 gelöst.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Drucktechnikvorrichtung für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem bereitgestellt wird. Solch eine Drucktechnikvorrichtung umfasst dabei eine Gehäuseeinheit und jeweils in dieser Gehäuseeinheit angeordnet eine Steuerungseinheit, ein Versorgungssystem und wenigstens einen benutzerdefiniert höhenverstellbaren Druckkopf, wobei das Versorgungssystem und der wenigstens eine Druckkopf mit der Steuerungseinheit gekoppelt sind und die Drucktechnikvorrichtung mittels eines Schnittstellensystems mit einem 3D-Drucksystem koppelbar ist. Die Drucktechnikvorrichtung umfasst zudem ein benutzerdefiniert verstellbares Befeuchtungssystem, welches zumindest teilweise in dem Gehäuse oder außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das Befeuchtungssystem ist dabei zumindest teilweise in Bezug auf zumindest eine Position des wenigstens einen Druckkopfs von einer ersten Position in wenigstens eine zweite Position bewegbar, sodass ein Befeuchtungszustand des wenigstens einen Druckkopfs benutzerdefiniert einstellbar und/oder durchführbar ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine Drucktechnikvorrichtung bereitzustellen, welche einen flexiblen und zuverlässigen Betriebseinsatz gewährleistet und zudem ein flexibles Wartungs- und Instandsetzungsvorgehen unterstützt.
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Die vorgestellte Drucktechnikvorrichtung ist insbesondere deswegen flexibel einsetzbar, da sie als eine voll integrierte und im Wesentlichen autonom betreibbare Vorrichtung anzusehen ist. Über das Schnittstellensystem ist es möglich, alle in der Drucktechnikvorrichtung vorgesehenen Komponenten und deren Funktion entsprechend an externe Systeme zur Bereitstellung von Material und/oder von Betriebsstoffen anzuschließen, sodass eine zügige und schnelle Inbetriebnahme möglich ist. Die Drucktechnikvorrichtung selbst umfasst dabei alle relevanten Funktionen. Dazu gehört auch das Feuchthalten in einem inaktivem Betriebszustand, welcher auch als Parkmodus bezeichnet werden kann. Mit anderen Worten zeichnet sich der Befeuchtungszustand insbesondere dadurch aus, dass ein Eintrocknen von entsprechenden Bereichen bei dem wenigstens einen Druckkopf verhinderbar ist. Dies kann beispielsweise in einem inaktiven Betriebszustand, in welchem die Drucktechnikvorrichtung still steht, von Vorteil sein, da somit keine zusätzlichen Wartungsarbeiten anfallen, um einen aktiven Betriebszustand wiederherzustellen. Dies wirkt sich somit positiv auf einen kostengünstigen und zuverlässigen Betriebseinsatz aus.
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Auch während eines Transportvorgangs dieser Drucktechnikvorrichtung ist es somit möglich, den wenigstens einen Druckkopf feucht zu halten, sodass dieser auch während eines längeren Transportweges nicht beschädigt wird beziehungsweise nicht eintrocknet. In diesem besonderen Betriebszustand während des Transportvorgangs wird die Drucktechnikvorrichtung stillgelegt. Dazu wird das Befeuchtungssystem beispielsweise zumindest teilweise derart unter den wenigstens einen Druckkopf verfahren beziehungsweise automatisiert bewegt, sodass eine zuverlässige Befeuchtung des Druckkopfs gewährleistbar ist. Auf diese Weise ist die vorgestellte Drucktechnikvorrichtung also besonders flexibel einsetzbar, da sie somit zwischen verschiedenen Fertigungsorten zuverlässig transportierbar ist und dann jeweils vor Ort unmittelbar wieder einsatzbereit ist. Dabei kann solch ein Transportvorgang auch längere Zeiten überbrücken. Anders gesagt, ist es somit möglich, die jeweiligen Druckköpfe auch für einen längeren Zeitraum feucht zu halten, da die vorgestellte Drucktechnikvorrichtung mit multiplen Funktionen bereitstellbar ist.
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Dabei können die einzelnen Komponenten in dem Gehäuse generell modular angeordnet und auch jeweils modular aufgebaut sein, sodass ein flexibles Wartungs- und Instandsetzungsvorgehen unterstützbar ist. Mit anderen Worten ist das Innenleben der Drucktechnikvorrichtung allgemein modular aufgebaut, um im Servicefall eine schnelle Lösung zu ermöglichen. Auch ist ein modularer Aufbau deswegen vorteilhaft, da somit eine Leistung von der Vorrichtung besonders fein skalierbar ist.
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Ein flexibles Wartungs- und Instandsetzungsvorgehen wird zudem auch dadurch unterstützt, dass in der Drucktechnikvorrichtung bereits ein Reinigungsvorgang vorgesehen ist. Mit anderen Worten kann jegliches Personal diesen Vorgang beispielsweise mittels eines einfachen Steuerbefehls in der Steuerungseinheit auslösen. Es ist insofern kein besonderes Fachwissen für einen manuellen und aufwendigen Reinigungsvorgang nötig. Vielmehr ist der vorgesehene Reinigungsvorgang zumindest teilweise automatisiert ausführbar, sodass auch in diesem Sinne die vorgestellte Drucktechnikvorrichtung ein voll integriertes Servicekonzept umfasst. Es ist somit ein ganzheitliches Wartungs- und Servicekonzept realisierbar.
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Der wenigstens eine benutzerdefiniert höhenverstellbare Druckkopf ist für verschiedene Prozesszustände ausgelegt. Im Druckmodus ist dieser insofern auch derart verfahrbar, sodass dieser Druckkopf zumindest teilweise aus dem Gehäuse hervorragt. Auch kann dieser Verstellprozess jegliche andere Position während des Druckmodus, in Abhängigkeit des Systems, in welchem die Vorrichtung eingesetzt wird, einnehmen. Insbesondere ist somit ein definierter Abstand über einem Druckbett einstellbar. In einem inaktiven Betriebszustand ist dann wiederum eine Positionierung einstellbar, sodass in dieser dann das Befeuchtungssystem teilweise so verstellbar ist, sodass ein Befeuchtungszustand und/oder ein Reinigungsvorgang des wenigstens einen Druckkopfs benutzerdefiniert einstellbar und/oder durchführbar ist.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Druckeinheit für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem bereitgestellt wird. Solch eine Druckeinheit umfasst dabei eine Drucktechnikvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und ein Beschichtersystem. Die Drucktechnikvorrichtung und das Beschichtersystem sind dabei auf einer Trägerplatte angeordnet. Das Beschichtersystem ist zudem ausgelegt, auf eine Jobbox aufgesetzt zu werden. An der Trägerplatte ist zudem zumindest eine Antriebseinheit angeordnet, welche mit einer Führungsbahnvorrichtung funktionell koppelbar ist, sodass die Druckeinheit entlang der Führungsbahnvorrichtung benutzerdefiniert verfahrbar ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine Druckeinheit für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem bereitzustellen, welche einen flexiblen und zuverlässigen Betriebseinsatz gewährleistet. Die zuvor genannten Vorteile gelten, soweit übertragbar, auch für die vorgestellte Druckeinheit.
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Die Führungsbahnvorrichtung kann dabei so dimensioniert sein, sodass mehr als eine Druckeinheit auf ihr platzierbar sind. Beispielsweise erfolgt dann die Führung einer beziehungsweise mehrerer Druckeinheiten auf einer im Wesentlichen kreisförmigen Führungsbahnvorrichtung. Die funktionelle Verbindung zwischen dieser Führungsbahnvorrichtung und der Antriebseinheit kann beispielsweise mittels eines Verzahnungssystems realisiert werden, wobei zum Beispiel die Antriebseinheit ein Ritzel umfasst, sodass eine sehr präzise Vorwärtsbewegung realisierbar ist. Es ist zudem vorstellbar, dass die vorgesehene Antriebseinheit aufgrund dieser funktionellen Verbindung mit der Führungsbahnvorrichtung gleichzeitig auch weitere Druckeinheiten mitbewegt. Auch können wiederum alle Druckeinheiten jeweils eigene Antriebseinheiten aufweisen, welche dann über jeweilige Steuerungseinheiten zu synchronisieren sind.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein 3D-Drucksystem bereitgestellt wird, welches zumindest eine Druckeinheit gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9 umfasst. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für das vorgestellte 3D-Drucksystem.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Befeuchtungssystem ein benutzerdefiniert verstellbares Befeuchtungsbecken und eine mit diesem Befeuchtungsbecken gekoppelte Pumptechnikvorrichtung umfasst, wobei das benutzerdefiniert verstellbare Befeuchtungsbecken in Bezug auf zumindest eine Position des wenigstens einen Druckkopfs von einer ersten Position in wenigstens eine zweite Position bewegbar ist, sodass ein Befeuchtungszustand und/oder ein Reinigungsvorgang des wenigstens einen Druckkopfs benutzerdefiniert einstellbar und/oder durchführbar ist. Diese Kombination bietet den Vorteil, dass ein Feuchtegrad jederzeit individuell einstellbar ist. Mittels der Pumptechnikvorrichtung kann somit bedarfsgerecht jederzeit weiteres Fluid bereitgestellt werden, sodass ein gewünschter Feuchtegrad besonders fein und zielführend einstellbar ist. Die Größe und Form des Beckens sind zudem auf einen jeweiligen Druckkopf einstellbar, wobei die Drucktechnikvorrichtung in diesem Punkte generell modular konzipiert ist.
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Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Befeuchtungsbecken eine Abziehvorrichtung umfasst, sodass überschüssiges Material in einem Ausgangsbereich des wenigstens einen Druckkopfs während eines Verstellvorgangs des Befeuchtungsbeckens zumindest teilweise entfernbar ist und/oder der wenigstens eine Druckkopf in einem Ausgangsbereich während des Verstellvorgangs des Befeuchtungsbeckens zumindest teilweise einem Trocknungsvorgang unterziehbar ist.
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Beispielsweise kann die Abziehvorrichtung eine Abziehlippe, ein Trockentuch oder eine Trockenwalze umfassen. Auch jegliche Kombinationen aus diesen Komponenten ist vorstellbar. Auch kann die vorgesehene Abziehvorrichtung jegliche Komponenten oder eine Kombination daraus umfassen, welche im Sinne ihrer Funktion im weitesten Sinne den zuerst genannten Komponenten ähneln oder ähnlich aufgebaut sind. Insbesondere kann solch eine Abziehvorrichtung vorteilhaft eingesetzt werden, um eine Restfeuchte nach einem Befeuchtungszustand von den jeweiligen Druckköpfen zu entfernen, um somit einen unmittelbaren Druckmodus herzustellen und bereitzustellen.
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Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuse gegenüber Materialien, insbesondere Staub, von außen abgedichtet vorgesehen ist und wobei der wenigstens eine Druckkopf zumindest eine Dichtplatte umfasst, welche ausgelegt ist, einen Innenraum des Gehäuses während einer zumindest teilweisen Bewegung des wenigstens einen Druckkopfs aus dem Gehäuse heraus gegenüber Materialien, insbesondere Staub, abzudichten.
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Die vorgestellte Drucktechnikvorrichtung ist für verschiedene Prozesszustände vorgesehen. Sowohl ein aktiver Betriebsmodus für das Drucken von 3D-Bauteilen als auch ein längerer Stillstand sind somit realisierbar. Dabei muss das Gehäuse staubdicht ausgeführt sein, um das empfindliche Innenleben zu schützen. Eine zusätzliche Abdichtung erfolgt mittels zumindest einer Dichtplatte, welche an dem wenigstens einen Druckkopf angeordnet ist, sodass diese zumindest eine Dichtplatte je nach Betriebszustand nach oben oder unten gegenüber dem Gehäuse ihre abdichtende Funktion bereitstellt.
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Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Steuerungseinheit eine Speichereinheit umfasst, sodass eine Historie über zumindest einen Druckvorgang und/oder einen Befeuchtungszustand und/oder einen Reinigungsvorgang des wenigstens einen Druckkopfs speicherbar und benutzerdefiniert auslesbar bereitstellbar ist, und dass die Drucktechnikvorrichtung zudem ein Notstromaggregatsystem zur Versorgung der Drucktechnikvorrichtung mit elektrischer Energie umfasst, sodass die Drucktechnikvorrichtung während eines Transportvorgangs optional mit elektrischer Energie versorgbar ist.
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Beispielsweise kann die vorgestellte Drucktechnikvorrichtung in beliebigen Servicestationen an verschiedenen Fertigungsorten entsprechend auf einem dafür vorgesehenen Servicesystem per plug&play angeordnet werden, um eine Diagnose mit anschließender Reparatur stattfinden zu lassen. Die Historie gibt dabei beispielsweise Auskunft über etwaige fehlerhaft durchgeführte Drucke und erleichtert somit die flexiblen Wartungsarbeiten. Auch sind somit jegliche Informationen über das Befeuchtungsmanagement und etwaige Reinigungsvorgänge bereitstellbar, sodass beispielsweise diese Informationen für ein Qualitätsmanagement oder dergleichen verwendbar sind.
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Das Notstromaggregatsystem sorgt dafür, dass jeweilige Komponenten, insbesondere das Befeuchtungssystem, auch während längerer Transportvorgänge der Vorrichtung in einem funktionsfähigem Zustand verbleiben und somit auch während eines isolierten Zustands bedienbar vorgehalten sind. Insofern ist somit ein autarker Betrieb und eine Selbstüberwachungsfunktion der vorgestellten Drucktechnikvorrichtung realisierbar.
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Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der wenigstens eine Druckkopf eine Abstandssensorvorrichtung umfasst, sodass mittels erhobener Messwerte dieser Abstandssensorvorrichtung der wenigstens eine Druckkopf nach dem Befeuchtungszustand und/oder dem Reinigungsvorgang zumindest teilweise automatisch in einen Betriebszustand verfahrbar ist. Mit anderen Worten ist somit eine besonders flexible und zuverlässige Vorrichtung bereitstellbar, da somit jederzeit eine sich selbstständige einmessende Druckfunktion zur Verfügung steht, sodass an dieser Stelle kein hochspezialisiertes Fachpersonal nötig ist.
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Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Versorgungssystem technische Mittel für Druckbetriebszustände und technische Mittel für den Reinigungsvorgang umfasst, wobei das Versorgungssystem Schnittstellen umfasst, sodass Betriebsmittel für Druckbetriebszustände von außen bereitstellbar sind und/oder sodass Betriebsmittel für den Reinigungsvorgang von außen bereitstellbar sind oder wobei das Versorgungssystem jeweilige Versorgungsbehälter für Betriebsmittel für Druckbetriebszustände und/oder für den Reinigungsvorgang umfasst, sodass ein zumindest teilweise autarker Betrieb der Drucktechnikvorrichtung bereitstellbar ist.
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Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, das vorgesehene Schnittstellensystem in einen inaktiven Modus zu überführen und die vorgestellte Drucktechnikvorrichtung in einem zumindest teilweise autarken Betrieb zu betreiben.
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Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der oben vorgestellten Druckeinheit vorgesehen, dass die Druckeinheit zudem ein elektronisches Wegsystem umfasst, sodass eine Bewegung der Druckeinheit entlang der Führungsbahnvorrichtung kontrollierbar ist. Zudem umfasst das Beschichtersystem zumindest eine Absaugvorrichtung, sodass überschüssiges Beschichtungsmaterial während eines Beschichtungsvorgangs in der Jobbox absaugbar ist. Mittels des elektronischen Wegsystems ist es somit möglich, immer die exakte Positionierung der Druckeinheit an eine beliebige und/oder interne Steuerungseinheit zu übergeben. Da eine Positionierung mittels einer Antriebseinheit in der Regel zu ungenau ist, führt der Einsatz des vorgestellten Wegesystems somit zu einem besonders zuverlässigen Einsatz der vorgestellten Druckeinheit.
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Für eine industrielle Druckeinheit ist es auch unerlässlich, einen möglichst staub- und schmutzfreien Betrieb zu ermöglichen. Dazu muss das Beschichtersystem die vorgesehene Absaugvorrichtung aufweisen, welche im Wesentlichen den Staub aus dem Beschichtungsprozess absaugt und womöglich einem Vorratsbehälter wieder zuführt. Weiterhin fällt beim Beschichten selbst auch Material daneben. Dies kann beispielweise in Fahrrichtung links und rechts der Jobboxen sein. Auch hierfür ist die Absaugvorrichtung somit vorteilhaft ausgeführt, sodass dieses überschüssige Material aufgefangen und ebenfalls einem Vorratsbehälter wieder zuführbar ist.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung von einer Drucktechnikvorrichtung in einem aktiven Betriebszustand;
- 2 eine schematische Darstellung von einer Drucktechnikvorrichtung in einem inaktiven Betriebszustand;
- 3 eine schematische Darstellung von einer weiteren Drucktechnikvorrichtung in einem aktiven Betriebszustand;
- 4 eine schematische Detailschnittansicht von einer Druckeinheit für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem;
- 5 eine schematische Detailschnittansicht von einer weiteren Druckeinheit für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem;
- 6 eine schematische Darstellung von einer weiteren Druckeinheit für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem;
- 7 eine schematische Darstellung von einem 3D-Drucksystem.
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1 zeigt eine schematische Darstellung von einer Drucktechnikvorrichtung 10 in einem aktiven Betriebszustand. In dieser Schnittansicht der Drucktechnikvorrichtung 10 ist dabei insbesondere ein schematischer Einblick auf die innenliegenden Komponenten eines Gehäuses 12 dieser Drucktechnikvorrichtung 10 dargestellt. Die dargestellte Anordnung der im Folgenden näher vorgestellten Komponenten ist dabei lediglich eine schematische Darstellung und ein mögliches Beispiel von zahlreichen anderen Möglichkeiten. Bezogen auf die Bildebene ist im oberen Bereich eines Innenraums 14 des Gehäuses 12 eine Steuerungseinheit 16 dargestellt. Diese Steuerungseinheit 16 kann dabei in einer Ausführungsform eine speicherprogrammierbare Einheit sowie einen Druck-PC umfassen. Weiterhin ist es vorstellbar, dass diese Steuerungseinheit 16 über jegliche Anschlüsse und Schnittstellen umfasst, welche nötig sind, um die Drucktechnikvorrichtung 10 mit jeglichen weiteren nicht näher dargestellten externen Geräten, insbesondere jeglichen weiteren Industriefertigungssteuerungen, zu koppeln. Die Steuerungseinheit 16 ist mittels einer ersten Verbindungsleitung 18 mit einem ebenfalls im Innenraum 14 angeordneten Versorgungssystem 20 verbunden. Dieses Versorgungssystem 20 umfasst dabei nicht näher dargestellte technische Mittel für Druckbetriebszustände und ebenfalls nicht näher dargestellte technische Mittel für den Reinigungsvorgang. Zudem umfasst das Versorgungssystem 20 ebenfalls nicht näher dargestellte Schnittstellen, sodass Betriebsmittel für Druckbetriebszustände von außen und/oder Betriebsmittel für den Reinigungsvorgang von außen bereitstellbar sind. Alternativ oder parallel umfasst das Versorgungssystem 20 ebenfalls nicht näher dargestellte jeweilige Versorgungsbehälter, welche auch als Tanks bezeichnet werden können, für Betriebsmittel für Druckbetriebszustände und für den Reinigungsvorgang, sodass ein zumindest teilweiser autarker Betrieb der Drucktechnikvorrichtung bereitstellbar ist. Beispielsweise umfasst dieses Versorgungssystem 20 nicht näher dargestellte Pumpen und Entgasungssysteme, sodass ein reibungsloser und zuverlässiger Betrieb bereitstellbar ist. Das Versorgungssystem 20 kann auch als Fluidversorgungssystem bezeichnet werden. Das Versorgungssystem 20 ist zudem mit einem dargestellten Druckkopf 22 über eine Verbindungsinfrastruktur 24 gekoppelt. Diese Verbindungsinfrastruktur 24 kann dabei nicht näher dargestellte Verbindungsleitungen und Verbindungsröhren oder -schläuche aufweisen, welche einen Druckmodus der Drucktechnikvorrichtung 10 ermöglichen. Ein erster Bewegungspfeil 26 deutet an, inwiefern dieser Druckkopf 22 benutzerdefiniert höhenverstellbar ist, sodass (wie dargestellt) der Druckkopf 22 zumindest teilweise aus dem Gehäuse 12 heraus bewegbar ist, um somit in den aktiven Betriebsmodus gebracht zu werden. Es ist vorstellbar, dass in einer nicht näher dargestellten Variante der vorgestellten Drucktechnikvorrichtung 10 mehr als ein Druckkopf 22 vorgesehen ist. Beispielsweise ist es vorstellbar, dass zwei oder mehr Druckköpfe 22 vorgesehen sind. Bezogen auf die Bildebene ist links neben dem Druckkopf 22 ein Befeuchtungssystem 28 dargestellt. Dieses Befeuchtungssystem 28 ist dabei mit einem Befeuchtungsbecken 30 und einer damit gekoppelten Pumptechnikvorrichtung 32 dargestellt. Die Pumptechnikvorrichtung 32 umfasst dabei eine erste und eine zweite Leitung 34, 36, sodass ein Fluid, beispielsweise ein Befeuchtungsfluid, im Kreislauf führbar ist, sodass der Druckkopf 22 bedarfsgerecht befeuchtbar ist. Das Befeuchtungsbecken 30 ist dabei verstellbar. Ein zweiter Bewegungspfeil 38 deutet diese Bewegung an. Dabei ist vorstellbar, dass das Befeuchtungsbecken 30 derart benutzerdefiniert in Bezug auf zumindest eine Position des wenigstens einen Druckkopfs 22 von einer ersten Position in wenigstens eine zweite Position bewegbar beziehungsweise verstellbar ist, sodass ein Befeuchtungszustand und/oder ein Reinigungsvorgang des wenigstens einen Druckkopfs 22 benutzerdefiniert einstellbar und/oder durchführbar ist. In dem dargestellten aktiven Betriebszustand ist jedoch der Druckkopf 22 im Einsatz und das Befeuchtungsbecken 30 ist entsprechend zur Seite verfahren, sodass der Druckkopf 22 auf das darunterliegende Pulverbett 40 im Sinne eines 3D-Druckvorgangs einwirken kann. Zwischen dem Befeuchtungsbecken 30 und der Pumptechnikvorrichtung 32 ist zudem eine Abziehvorrichtung 42 in Form einer Abziehlippe dargestellt. Diese Abziehvorrichtung 42 ist beispielsweise derart zumindest teilweise beweglich angeordnet, sodass überschüssiges Material in einem Ausgangsbereich des wenigstens einen Druckkopfs 22 während eines Verstellvorgangs des Befeuchtungsbeckens 30 zumindest teilweise entfernbar ist und/oder der wenigstens eine Druckkopf 22 in einem Ausgangsbereich während des Verstellvorgangs des Befeuchtungsbeckens 30 zumindest teilweise einem Trocknungsvorgang unterziehbar ist. Ein Ausgangsbereich bezeichnet dabei den Teil des Druckkopfs 22, an welchem das Druckmedium beziehungsweise der Binder diesen verlässt. In dem Innenraum 14 ist zudem ein Notstromaggregatsystem 44 dargestellt, welches zur Versorgung der Drucktechnikvorrichtung 10 mit elektrischer Energie ausgelegt ist, sodass die Drucktechnikvorrichtung 10 während eines Transportvorgangs optional mit elektrischer Energie versorgbar ist.
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2 zeigt eine schematische Darstellung von einer Drucktechnikvorrichtung in einem inaktiven Betriebszustand. Die in 1 eingeführten Bezugszeichen gelten auch für die 2, sodass diese an dieser Stelle nicht erneut eingeführt werden. In diesem dargestellten inaktiven Betriebszustand ist der Druckkopf 22 bezogen auf die Bildebene nach oben verfahren. Gleichzeitig ist das Befeuchtungsbecken 30 bezogen auf die Bildebene nach rechts verfahren, sodass ein Befeuchtungszustand und/oder ein Reinigungsvorgang des wenigstens einen Druckkopfs 22 benutzerdefiniert einstellbar und/oder durchführbar ist.
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3 zeigt eine schematische Darstellung von einer weiteren Drucktechnikvorrichtung 10 in einem aktiven Betriebszustand. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor vorgestellten Figuren, sodass diese an dieser Stelle nicht erneut eingeführt werden. In dieser Ausführungsvariante ist das Befeuchtungsbecken 30 außerhalb des Gehäuses 12 vorgesehen. An dem Druckkopf 22 ist zudem eine Dichtplatte 46 angeordnet dargestellt, welche ausgelegt ist, den Innenraum 14 des Gehäuses 12 während einer zumindest teilweisen Bewegung des wenigstens einen Druckkopfs 22 aus dem Gehäuse 12 heraus gegenüber Materialien, insbesondere Staub, abzudichten. In dieser Ausführungsvariante umfasst diese Dichtplatte 46 insgesamt vier Dichtelemente 48, welche jeweils an vier Eckbereichen der Dichtplatte 46 angeordnet sind und die Dichtfunktion der Dichtplatte 46 zusätzlich verstärken. 4 zeigt eine schematische Detailschnittansicht von einer Druckeinheit 50 für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem. Diese Druckeinheit 50 umfasst dabei eine Drucktechnikvorrichtung 10 und ein Beschichtersystem 52. Unter dem Beschichtersystem 52 ist eine Jobbox 54 dargestellt. In dieser Jobbox 54 ist ein Pulverbett 40 und ein bereits gedruckter Sandkern 56 dargestellt, welche auf einem Hubboden 58 liegt. Die Druckeinheit 50 ist dabei für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem ausgelegt. Die Drucktechnikvorrichtung 10 und das Beschichtersystem 52 sind dabei auf einer Trägerplatte 60 angeordnet. Das Beschichtersystem 52 ist zudem ausgelegt, auf die Jobbox 54 aufgesetzt zu werden. An der Trägerplatte 60 sind zudem zwei Antriebseinheiten 62 angeordnet ist, welche mit einer Führungsbahnvorrichtung 64 funktionell koppelbar sind, sodass die die Druckeinheit 50 entlang der Führungsbahnvorrichtung 64 benutzerdefiniert verfahrbar ist. Es ist vorstellbar, dass hierfür auch nur eine Antriebseinheit 62 vorgesehen wird.
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5 zeigt eine schematische Detailschnittansicht von einer weiteren Druckeinheit 50 für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor vorgestellten Figuren, sodass diese an dieser Stelle nicht erneut eingeführt werden. In dieser Ausführungsvariante umfasst die Druckeinheit 50 eine Absaugvorrichtung 66, sodass überschüssiges Beschichtungsmaterial während eines Beschichtungsvorgangs in der Jobbox 54 absaugbar ist. Im Gegensatz zur 4 stellen sich somit keine Materialhaufen links und rechts neben der Jobbox 54 während des Beschichtungsvorgangs innerhalb der Jobbox 54 ein. Mit anderen Worten wird das überschüssige Material, welches seinen Weg nicht in die Jobbox 54 schafft, direkt am jeweiligen oberen Rand der Jobbox 54 abgesaugt.
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6 zeigt eine schematische Darstellung von einer weiteren Druckeinheit 50 für den Einsatz in einem 3D-Drucksystem 70. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor vorgestellten Figuren, sodass diese an dieser Stelle nicht erneut eingeführt werden.
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7 zeigt eine schematische Darstellung von einem 3D-Drucksystem 70. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor vorgestellten Figuren, sodass diese an dieser Stelle nicht erneut eingeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drucktechnikvorrichtung
- 12
- Gehäuse
- 14
- Innenraum
- 16
- Steuerungseinheit
- 18
- erste Verbindungsleitung
- 20
- Versorgungssystem
- 22
- Druckkopf
- 24
- Versorgungsinfrastruktur
- 26
- erster Bewegungspfeil
- 28
- Befeuchtungssystem
- 30
- Befeuchtungsbecken
- 32
- Pumptechnikvorrichtung
- 34
- erste Leitung
- 36
- zweite Leitung
- 38
- zweiter Bewegungspfeil
- 40
- Pulverbett
- 42
- Abziehvorrichtung
- 44
- Notstromaggregatsystem
- 46
- Dichtplatte
- 48
- Dichtelement
- 50
- Druckeinheit
- 52
- Beschichtersystem
- 54
- Jobbox
- 56
- Sandkern
- 58
- Hubboden
- 60
- Trägerplatte
- 62
- Antriebseinheit
- 64
- Führungsbahnvorrichtung
- 66
- Absaugvorrichtung
- 70
- 3D-Drucksystem
