DE102021107531A1 - Process and device for producing a print product - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine Vorrichtung, dazu eingerichtet:- insbesondere gesteuert, mehrere Ausgangsmaterialien bereitzustellen, die jeweils einen Querschnitt aufweisen;- die bereitgestellten Ausgangsmaterialien zu erhitzen und zu einem Druckgut mit einem vorgegebenen Querschnitt umzuformen;- die Ausgangsmaterialien so umzuformen, dass der vorgegebene Querschnitt unabhängig eines oder mehrerer Querschnitte der bereitgestellten Ausgangsmaterialien ist.Disclosed is a device set up to:- in particular controlled, to provide a plurality of starting materials, each of which has a cross section;- to heat the provided starting materials and to shape them into a printed material with a specified cross-section;- to shape the starting materials in such a way that the specified cross-section is independent of a or more cross sections of the provided starting materials.
Description
Die vorliegende Offenbarung betrifft Vorrichtungen zum Herstellen von Druckgut, beispielsweise für Strukturbauteile und/oder Wickelprodukte, und Verfahren zum Herstellen von Druckgut.The present disclosure relates to devices for producing printed matter, for example for structural components and/or wound products, and methods for producing printed matter.
Faserverstärkte Strukturbauteile oder gezielt vorgegebene faserverstärkte Materialien zur Weiterverarbeitung werden nach dem Stand-der-Technik aus Basismaterialien hergestellt, die beispielsweise in einem Spulengatter auf einer Spule angeordnet und strangförmig bereitgestellt werden. In einer Druckanlage werden die Ausgangsmaterialien erhitzt, um einen verformbaren Zustand anzunehmen. In diesem Zustand werden sie dann auf einen vorgegebenen Zielquerschnitt umgeformt. Dabei sind die erreichbaren Zielquerschnitte abhängig der Querschnitte der auf den Spulen angeordneten Ausgangsmaterialien. Um einen anderen Querschnitt zu erreichen, muss die Anzahl der zugeführten Stränge an Ausgangsmaterialien verändert werden. Dazu ist ein Anhalten der gesamten Anlage erforderlich, um die Anlage entsprechend umzukonfigurieren. Verbesserungen in diesem Bereich sind wünschenswert.According to the state of the art, fiber-reinforced structural components or specifically specified fiber-reinforced materials for further processing are produced from base materials, which are arranged, for example, in a creel on a spool and are provided in the form of strands. In a printing plant, the starting materials are heated to assume a malleable state. In this state, they are then reshaped to a specified target cross-section. The target cross-sections that can be achieved depend on the cross-sections of the starting materials arranged on the coils. In order to achieve a different cross-section, the number of strands of starting material fed in must be changed. This requires stopping the entire system in order to reconfigure the system accordingly. Improvements in this area are desirable.
Eine Aufgabe besteht darin, die Herstellung von faserumfassten Bauteilen zu verbessern.One object is to improve the manufacture of fiber-enclosed components.
Diese Aufgabe wird durch die offenbarte Technologie gelöst, welche durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche definiert ist. Die abhängigen Ansprüche betreffen entsprechende Weiterbildungen. Im Folgenden werden verschiedene Aspekte und Ausführungsformen dieser Aspekte offenbart, die zusätzliche Merkmale und Vorteile bereitstellen.This object is solved by the disclosed technology, which is defined by the subject matter of the independent claims. The dependent claims relate to corresponding developments. Various aspects and embodiments of these aspects are disclosed below that provide additional features and advantages.
Einige Ausführungsformen lösen die spezielle Aufgabe einen Wasserstofftank für ein Fahrzeug effizient herstellen zu können. Dazu werden dünne thermoplastische Profile als Rollenware mit einem Querschnitt von 2 mm2 bereitgestellt. Die Profile weisen Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff auf. Die kohlenstoffverstärkten Profile werden in einem Pultrusionsstabdrucker weiterverarbeitet. Dabei werden sie auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt, um verformbar zu sein. In dem Pultrusionsstabdrucker werden die Profile in ein Wickelgut umgewandelt, welches einen Querschnitt von bis zu 100 mm2 aufweist. Das heiße Wickelgut wird danach in eine Wickeleinrichtung gezogen und auf einem Positivkern der Wickeleinrichtung gewickelt. Die aufgeheizten Lagen verbinden sich zu einer festen Form. Der Wasserstofftank soll so hergestellt werden, dass die äußeren Lagen, aus denen die Wand des Tanks geformt ist, dünner sind als die unteren Lagen. Außerdem sollen die äußeren Lagen einen anderen Fasertyp umfassen als die inneren Lagen. Dazu wird für die ersten Lagen ein Wickelgut gedruckt, welches einen dickeren Querschnitt aufweist. Dies wird durch die Zuführung von 24 Strängen an Ausgangsmaterial erreicht. Nachdem die ersten Lagen gewickelt sind, wird das Spulengatter so angesteuert, dass nur noch 15 Lagen an den Tänzer des Druckers bereitgestellt werden. Der Tänzer verflechtet dementsprechend weniger Stränge Ausgangsmaterial und führt diese der Heizeinrichtung des Pultrusionsstabdruckers zu. Das dadurch bereitgestellte Wickelgut weist einen geringeren Querschnitt auf als das Wickelgut für die unteren Lagen. Um die Lagen mit unterschiedlichen Fasern zu versehen umfassen die 24 Stränge, die für die unteren Lagen verarbeitet werden, 10 Stränge Bambusfasern und 14 Stränge Kunststoff. Für die oberen Lagen werden durch die Steuerung 5 Stränge Kohlefaser und 10 Stränge Kunststoff vorgegeben. Vorteilhaft kann dadurch die Dicke eines Wickelgutes sowie die Zusammensetzung eines Wickelgut während der Produktion eines Wickelproduktes vorgegeben werden. Die Anlage muss dafür nicht angehalten werden.Some embodiments solve the specific problem of being able to efficiently manufacture a hydrogen tank for a vehicle. For this purpose, thin thermoplastic profiles are provided as rolled goods with a cross section of 2 mm 2 . The profiles have carbon reinforcement fibers. The carbon-reinforced profiles are further processed in a pultrusion rod printer. They are heated to a specified temperature in order to be malleable. In the pultrusion bar printer, the profiles are converted into a coiled product, which has a cross section of up to 100 mm 2 . The hot material to be wound is then drawn into a winding device and wound on a positive core of the winding device. The heated layers combine to form a solid form. The hydrogen tank shall be manufactured in such a way that the outer plies forming the wall of the tank are thinner than the lower plies. In addition, the outer layers should comprise a different type of fiber than the inner layers. For this purpose, a winding material with a thicker cross-section is printed for the first layers. This is achieved by feeding 24 strands of starting material. After the first layers have been wound, the creel is controlled in such a way that only 15 layers are made available to the printer's dancer. The dancer correspondingly interlaces fewer strands of stock material and feeds them to the heater of the pultrusion rod printer. The winding material thus provided has a smaller cross section than the winding material for the lower layers. To provide the layers with different fibers, the 24 strands used for the bottom layers include 10 strands of bamboo fibers and 14 strands of plastic. For the upper layers, the controller specifies 5 strands of carbon fiber and 10 strands of plastic. Advantageously, the thickness of a winding material and the composition of a winding material can be specified during the production of a wound product. The system does not have to be stopped for this.
Im Folgenden werden dazu weitere Aspekte und Ausführungsformen dieser Aspekte offenbart.Further aspects and embodiments of these aspects are disclosed below.
Ein erster Aspekt betrifft eine Vorrichtung, dazu eingerichtet:
- - insbesondere gesteuert, mehrere Ausgangsmaterialien bereitzustellen, die jeweils einen Querschnitt aufweisen;
- - die bereitgestellten Ausgangsmaterialien zu erhitzen und zu einem Druckgut mit einem vorgegebenen Querschnitt umzuformen;
- - die Ausgangsmaterialien so umzuformen, dass der vorgegebene Querschnitt unabhängig eines oder mehrerer Querschnitte der bereitgestellten Ausgangsmaterialien ist.
- - particularly controlled to provide a plurality of starting materials each having a cross-section;
- - to heat the provided starting materials and to form them into a printed material with a specified cross-section;
- - to reshape the starting materials in such a way that the specified cross-section is independent of one or more cross-sections of the starting materials provided.
Ein Ausgangsmaterial kann insbesondere ein thermoplastisches Material sein, welches durch Erhitzung verformbar wird. Ein solches Material kann auch faserverstärkte Stoffe umfassen, beispielsweise CFK-Rods (dünne, thermoplastische CFK-Profile, welche auf Rollen aufgewickelt sind) oder thermoplastisch bepulverte CFK-Rovings. Zusätzlich oder alternativ kann ein thermoplastisches Wickelmaterial auch andere Fasern, z.B. Metallfasern, enthalten.A starting material can in particular be a thermoplastic material which becomes deformable when heated. Such a material can also include fiber-reinforced materials, for example CFRP rods (thin, thermoplastic CFRP profiles that are wound onto rolls) or CFRP rovings powdered with thermoplastic powder. Additionally or alternatively, a thermoplastic wrapping material may also contain other fibers, such as metal fibers.
Die Ausgangsmaterialien können mit einem Drucker in ein Druckgut umgeformt werden. Ein Drucker kann jede Einrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, ein Druckgut in einem vorgegebenen Querschnitt bereitzustellen, der unabhängig eines oder mehrerer Querschnitte des bereitgestellten Ausgangsmaterials ist.The starting materials can be converted into a print product with a printer. A printer can include any device that is designed to provide a print product in a predetermined cross section that is independent of one or more cross sections of the provided starting material.
In einer Ausführungsform kann ein Drucker ein Pultrusionsdrucker sein, bei dem faserverstärkte Kunststoffprofile oder -stäbe als Druckgut hergestellt werden. Dazu werden ein oder mehrere Ausgangsmaterialien bezüglich ihrer Art und/oder ihrer Menge ausgewählt und in dem Pultrusionsdrucker bis zur Verformbarkeit erhitzt. Danach wird durch ein in dem Pultrusionsdrucker befindliches Formwerkzeug aus dem Ausgangsmaterial das Druckgut mit einem vorgegebenen Querschnitt erzeugt.In one embodiment, a printer can be a pultrusion printer, in which fiber-reinforced plastic profiles or rods are produced as print material. For this purpose, one or more starting materials are selected with regard to their type and/or their quantity and heated in the pultrusion printer until they can be deformed. After that, the print product with a predetermined cross-section is produced from the starting material by a molding tool located in the pultrusion printer.
Das Druckgut kann strangförmig gedruckt werden, insbesondere in einer endlosstrangförmigen Konfiguration. Das Druckgut kann insbesondere 2 bis 10 mm dick und/oder 20 mm bis 30 mm breit sein. Andere Querschnittskonfigurationen sind ebenfalls möglich.)The print product can be printed in the form of a strand, in particular in an endless strand-like configuration. In particular, the print material can be 2 to 10 mm thick and/or 20 mm to 30 mm wide. Other cross-section configurations are also possible.)
Vorteilhaft sind mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kürzere Prozesszeiten und/oder ein hoher Ertrag, z.B. von Strukturprodukten und/oder Wickelprodukten möglich.With embodiments of the present disclosure, shorter process times and/or a high yield, e.g. of structured products and/or wound products, are advantageously possible.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Pultrusionsstabdrucker umfasst, der dazu eingerichtet ist, aus den Ausgangsmaterialien das Druckgut herzustellen.An embodiment of the first aspect relates to a device, wherein the device comprises a pultrusion bar printer which is set up to produce the print product from the starting materials.
Ein Pultrusionsstabdrucker stellt aus einem Ausgangsmaterial ein stabförmiges Material bereit, welches Fasern, z.B. CFK-Fasern, umfasst. Vorteilhaft kann ein Pultrusionsstabdrucker als Druckgut ein faserverstärktes Produkt bereitstellen, welches beispielsweise ein Strukturbauteil sein kann oder als ein Wickelgut, welches durch eine Rotationseinrichtung zu einem Wickelprodukt weiterverarbeitet wird.A pultrusion rod printer provides a rod-shaped material from a starting material, which comprises fibers, e.g. CFRP fibers. A pultrusion bar printer can advantageously provide a fiber-reinforced product as the print product, which can be a structural component, for example, or as a wound product, which is further processed by a rotary device to form a wound product.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, dazu eingerichtet, Ausgangsmaterialien zu verarbeiten, die wenigstens ein oder mehrere der folgenden Materialien umfassen:
- - Glasfaser,
- - Bambusfaser,
- - Metallfaser,
- - Kohlefaser;
- - Kunststoff.
- - Glass fiber,
- - bamboo fiber,
- - metal fiber,
- - carbon fiber;
- - Plastic.
Solche Materialien können insbesondere mit Fasern versehene Kunststoffe sein. Vorteilhaft können dadurch Fasern für einen bestimmten Abschnitt eines End- oder Zwischenproduktes zielgerichtet während des Druckens bereitgestellt und verarbeitet werden. Insbesondere kann die Vorrichtung ein Spulengatter umfassen, welches alle Materialien auf entsprechenden Spulen bereitstellt. Über eine Steuerung kann dann die gewünschte Faser in den Drucker eingeführt und von diesem verarbeitet werden. Beispielsweise kann ein Spulengatter 50 Spulen umfassen, wobei diese beispielsweise umfassen können: zehn Spulen glasfaserbasierte Stränge, zehn Spulen bambusfaserbasierte Stränge, zehn Spulen stahlfaserbasierte Stränge, zehn Spulen kohlefaserbasierte Stränge und zehn Spulen kunststofffaserbasierte Stränge.Such materials can in particular be plastics provided with fibers. In this way, fibers for a specific section of an end product or intermediate product can advantageously be made available and processed in a targeted manner during printing. In particular, the device can include a creel that provides all the materials on appropriate spools. The desired fiber can then be fed into the printer via a controller and processed by it. For example, a creel can include 50 spools, which can include, for example: ten spools of fiberglass-based strands, ten spools of bamboo-fiber-based strands, ten spools of steel-fiber-based strands, ten spools of carbon-fiber-based strands and ten spools of plastic-fiber-based strands.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, dazu eingerichtet, die Menge der mehreren Ausgangsmaterialien, die zu dem Druckgut umgeformt werden, gesteuert vorzugeben.One embodiment of the first aspect relates to a device that is set up to specify the quantity of the multiple starting materials that are formed into the printed material in a controlled manner.
Dies kann insbesondere durch die Anzahl der in den Drucker eingeführten Stränge an Ausgangsmaterialen erreicht werden. Zusätzlich oder alternativ kann dies durch einen Zieh- oder Streckprozess erreicht werden, der auf ein Ausgangsmaterial oder mehrere Ausgangsmaterialien angewendet wird, bevor diese durch den Drucker in das Druckgut umgewandelt werden.This can be achieved in particular by the number of strands of starting material fed into the printer. Additionally or alternatively, this may be achieved by a drawing or stretching process applied to one or more base materials before they are converted into the print material by the printer.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, dazu eingerichtet, den Querschnitt des Druckguts variierend vorzugeben.An embodiment of the first aspect relates to a device set up to specify the cross section of the printed material in a varying manner.
Ein variierender Querschnitt kann insbesondere durch eine unterschiedliche Anzahl von Strängen von Ausgangsmaterial vorgegeben werden, die entsprechend der Vorgaben von der Vorrichtung automatisch verarbeitet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass von einem Spulengatter mit einer Mehrzahl von Spulen je nach Bedarf Ausgangsmaterial in einen Stabdrucker geleitet wird. Verschiedene Spulen können dabei insbesondere unterschiedliche Materialien bereitstellen.A varying cross-section can be specified in particular by a different number of strands of starting material, which are automatically processed by the device in accordance with the specifications. This can be done, for example, by feeding starting material from a creel with a plurality of bobbins into a bar printer as required. Different coils can in particular provide different materials.
Zusätzlich oder alternativ kann dies durch eine aktiv gesteuerte Tänzervorrichtung an einem Stabdrucker erfolgen, so dass ein Ausgangsmaterial zunächst je nach Steuerung mehr oder weniger flach gezogen wird. Vorteilhaft kann dadurch ein Druckgut-Querschnitt gezielt eingestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit verschiedener zu wickelnder Abschnitte eines Wickelproduktes. Zusätzlich oder alternativ kann eine Geschwindigkeit einer Bereitstellung der Ausgangsmaterialien gesteuert werden, insbesondere so, dass eine oder mehrere Spulen Ausgangsmaterial langsamer bereitstellen, wenn der Querschnitt eines aktuell zu druckenden Druckgutes geringer sein soll, oder so, dass ein oder mehrere Spulen Ausgangsmaterial schneller bereitstellen, wenn ein Querschnitt des aktuell zu druckenden Abschnitts des Druckguts größer sein soll.Additionally or alternatively, this can be done by an actively controlled dancer device on a bar printer, so that a starting material is initially drawn more or less flat, depending on the control. Advantageously, a printed material cross-section can be adjusted in a targeted manner, in particular as a function of different sections of a wound product that are to be wound. Additionally or alternatively, the speed at which the starting materials are provided can be controlled, in particular in such a way that one or more coils provide starting material more slowly if the cross section of a print product currently to be printed is to be smaller, or in such a way that one or more coils provide starting material more quickly if a cross-section of the section of the print material currently to be printed should be larger.
Das Druckgut kann insbesondere ein Strukturbauteil sein. Beispielsweise kann ein Strukturbauteil ein Querverstärkungsbauteil eines Fahrzeugs betreffen, welches an den Enden dünner ist als in der Mitte. Denn in der Mitte soll das Querverstärkungsbauteil eine größere Kraft aufnehmen können. Dementsprechend kann eine Materialmenge und/oder ein Querschnitt auch abhängig von Kavitäten, in denen das Druckgut eingebracht werden soll, gesteuert werden.The printed material can in particular be a structural component. For example, a structural building part relate to a transverse reinforcement component of a vehicle which is thinner at the ends than in the middle. Because in the middle, the transverse reinforcement component should be able to absorb a greater force. Accordingly, a quantity of material and/or a cross section can also be controlled as a function of the cavities in which the printed material is to be introduced.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Druckgut ein Wickelgut darstellen, welches verschiedene Dicken annehmen soll, je nach zu wickelnder Lage eines Wickelproduktes, das aus dem Wickelgut hergestellt werden soll. Dazu muss die Dicke des Wickelgutes einer vorgegebenen Sequenz folgen, so dass das Wickelgut in einem einzigen Wickelvorgang hergestellt werden kann.In addition or as an alternative, a printed product can represent a winding product that is to assume different thicknesses, depending on the layer of a winding product to be wound that is to be produced from the winding product. For this purpose, the thickness of the winding material must follow a predetermined sequence, so that the winding material can be produced in a single winding process.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, dazu eingerichtet, eine Zusammensetzung des Druckguts variierend vorzugeben.An embodiment of the first aspect relates to a device set up to specify a composition of the printed material in a varying manner.
Insbesondere kann eine Geschwindigkeit einer Bereitstellung der Ausgangsmaterialien gesteuert werden, insbesondere so dass eine oder mehrere Spulen langsamer Ausgangsmaterial bereitstellen, wenn dieses Ausgangsmaterial weniger angefordert wird, als weniger von diesem Ausgangsmaterial im aktuell zu druckend Abschnitt des Druckgutes vorkommen soll. Entsprechend können eine oder mehrere Spulen mit einem oder mehreren Ausgangsmaterialien schneller Ausgangsmaterial bereitstellen, wenn dieses Ausgangsmaterial im aktuellen Abschnitt des Druckgutes vermehrt vorkommen soll.In particular, a speed at which the starting materials are provided can be controlled, in particular so that one or more coils provide starting material more slowly if less of this starting material is required than less of this starting material is to occur in the section of the printed material currently to be printed. Correspondingly, one or more coils with one or more starting materials can provide starting material more quickly if this starting material is to occur more frequently in the current section of the printed material.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, dazu eingerichtet, das Druckgut mit einer vorgegebenen Temperatur bereitzustellen.An embodiment of the first aspect relates to a device set up to provide the printed material at a predetermined temperature.
Der Ausgang des Druckers kann ein Aufheizelement umfassen, um Druckgut vorgegeben aufheizen zu können. Das Aufheizelement kann dazu eingerichtet sein, ein den Drucker in Richtung einer Wickeleinrichtung verlassendes Druckgut nochmals zu erhitzen. Das Druckgut kann im Formwerkzeug abgekühlt sein. Vorteilhaft kann dadurch eine Haftung der Wickelgutlagen untereinander verbessert werden. Eine Aufheizung kann insbesondere über einen Laser, über einen IR-Strahler und/oder über Bestromung des Druckgutes (wenn dieses elektrisch leitend ist) erfolgen. Die Erhitzung kann insbesondere lokal, also an einer vorgegebenen Stelle, erfolgen.The output of the printer can include a heating element in order to be able to heat up the material to be printed in a predetermined manner. The heating element can be set up to reheat a printed material leaving the printer in the direction of a winding device. The material to be printed may have cooled down in the mold. Adhesion of the layers of winding material to one another can advantageously be improved as a result. Heating can take place in particular via a laser, via an IR emitter and/or via energizing the printed material (if this is electrically conductive). The heating can in particular take place locally, ie at a predetermined point.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Pultrusionsstabdrucker umfasst, der beweglich gelagert ist.An embodiment of the first aspect relates to a device, the device comprising a pultrusion rod printer which is movably mounted.
Der Drucker kann dazu auf einem aktiven Positionierer, z.B. einer Hebebühne, oder auf einem Roboter angeordnet sein. Vorteilhaft kann dadurch die Wicklung gezielt beeinflusst werden.For this purpose, the printer can be arranged on an active positioner, e.g. The winding can advantageously be influenced in a targeted manner as a result.
Die Rotationseinrichtung kann insbesondere ergänzend zu Bewegungsmöglichkeiten des Wickelgutdruckers gelagert sein. Insbesondere kann die Rotationseinrichtung durch einen Roboter oder andere Positioniereinrichtung, z.B. eine Hebebühne, beweglich gelagert sein. Vorteilhaft können durch eine bewegliche Anordnung der Rotationseinrichtung kompliziertere Formen bzw. kompliziertere Wickelspuren gewickelt werden. In particular, the rotation device can be mounted in addition to the movement options of the winding material printer. In particular, the rotation device can be movably mounted by a robot or other positioning device, e.g. a lifting platform. Advantageously, more complicated shapes or more complicated winding tracks can be wound by a movable arrangement of the rotation device.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet, ist ein Strukturbauteil oder ein Wickelgut als Druckgut herzustellen.An embodiment of the first aspect relates to a device, the device being set up to produce a structural component or a winding material as a printed material.
Ein Wickelgut ist ein Druckgut, welches in einer nachfolgenden Wickelmaschine, die nicht Teil der Vorrichtung sein muss, weiterverarbeitet wird.A winding product is a printed product that is processed further in a subsequent winding machine, which does not have to be part of the device.
Eine Ausführungsform des ersten Aspekts betrifft eine Vorrichtung, dazu eingerichtet, das Druckgut zu einem Wickelprodukt aufzuwickeln und/oder zu verflechten.An embodiment of the first aspect relates to a device set up to wind up and/or braid the printed material to form a wound product.
Ein Wickelprodukt kann ein rotationssymmetrisches Bauteil sein, z.B. ein Behälter, ein Rohr und/oder eine Welle. Je nach der Ausgestaltung der Rotationseinrichtung können auch kompliziertere Formen, insbesondere gekrümmte Formen, hergestellt werden. Insbesondere kann ein Tank, z.B. ein Wasserstofftank, sein. Des Weiteren kann ein Wickelprodukt auch ein Verstärkungsprofil sein.A wound product can be a rotationally symmetrical component, e.g. a container, a pipe and/or a shaft. Depending on the configuration of the rotation device, more complicated shapes, in particular curved shapes, can also be produced. In particular, it can be a tank, e.g. a hydrogen tank. Furthermore, a winding product can also be a reinforcement profile.
Eine Rotationseinrichtung umfasst wenigstens ein Wickelelement, welches dazu eingerichtet ist, das Wickelgut aufzuwickeln. Das Wickelelement kann nach der Fertigstellung des Wickelprodukts von diesem entfernt werden oder ein Teil des Wickelproduktes bleiben.A rotation device comprises at least one winding element which is set up to wind up the winding material. The winding element can be removed from the wound product after the finished product or remain a part of the wound product.
Vorteilhaft sind mit diesen Ausführungsformen kürzere Prozesszeiten und/oder ein hoher Wickelertrag möglich. Denn durch die Umformung des Ausgangsmaterials in ein Wickelgut kann ein auf das Wickelprodukt abgestimmtes Wickelgut von der Rotationseinrichtung gewickelt werden. Insbesondere kann ein Wickelgut mit einer größeren Dicke als das Ausgangsmaterial oder als ein standardmäßiges Wickelgut bereitgestellt werden. Dadurch sind weniger Wicklungen erforderlich, um eine entsprechende Wandstärke des Wickelproduktes zu erzeugen.With these embodiments, shorter process times and/or a high winding yield are advantageously possible. Because by forming the starting material into a winding product, a winding product that is matched to the winding product can be wound by the rotation device. In particular, a winding material with a greater thickness than the starting material or as a standard winding material can be provided. As a result, fewer windings are required in order to produce a corresponding wall thickness of the wound product.
Ein zweiter Aspekt betrifft ein Verfahren, umfassend folgende Schritte:
- - Bereitstellen mehrerer Ausgangsmaterialien;
- - Umformen der Ausgangsmaterialien in ein, insbesondere strangförmiges, Druckgut mit einer gesteuert vorgegebenen Breite und/oder einem gesteuert vorgegebenen Querschnitt, wobei der gesteuert vorgegebene Parameter unabhängig eines korrespondierenden Parameters eines oder mehrerer Ausgangsmaterialien ist.
- - Providing several starting materials;
- - Forming the starting materials into a print material, in particular in the form of a strand, with a controlled, predetermined width and/or a controlled, predetermined cross-section, the controlled, predetermined parameter being independent of a corresponding parameter of one or more starting materials.
Eine Ausführungsform des zweiten Aspekts betrifft ein Verfahren, umfassend die Schritte:
- - vorgegebenes Auswählen eines oder mehrerer Ausgangsmaterialien;
- - verarbeiten der ausgewählten Ausgangsmaterialien.
- - predetermined selection of one or more starting materials;
- - processing of the selected starting materials.
Ein dritter Aspekt betrifft Steuerung, wobei die Steuerung als Hardware mit oder ohne Software implementiert ist.A third aspect relates to control, where the control is implemented in hardware with or without software.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den folgenden Ausführungsformen, die sich auf die Figuren beziehen. Die Figuren zeigen die Ausführungsformen nicht maßstabsgetreu. Die Abmessungen der verschiedenen Merkmale können insbesondere zur Klarheit der Beschreibung entsprechend vergrößert oder verkleinert sein. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
-
1 eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; -
2 eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
-
1 an apparatus according to an embodiment of the present disclosure; -
2 an apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Aspekte gezeigt sind, in denen die vorliegende Offenbarung verstanden werden kann. In den folgenden Beschreibungen beziehen sich identische Bezugszeichen auf identische bzw. zumindest funktional oder strukturell ähnliche Merkmale.In the following description, reference is made to the accompanying drawings which form a part hereof, and is shown by way of illustration of specific aspects in which the present disclosure may be understood. In the following descriptions, identical reference symbols refer to identical or at least functionally or structurally similar features.
Generell gilt eine Offenbarung über ein beschriebenes Verfahren auch für eine entsprechende Vorrichtung, um das Verfahren durchzuführen oder herzustellen, oder für ein entsprechendes System, welches ein oder mehrere Vorrichtungen umfasst, und umgekehrt. Wenn beispielsweise ein spezieller Verfahrensschritt beschrieben wird, kann eine entsprechende Vorrichtung ein Merkmal umfassen, um den beschriebenen Verfahrensschritt durchzuführen, auch wenn dieses Merkmal nicht explizit beschrieben oder dargestellt ist. Wenn andererseits beispielsweise eine spezielle Vorrichtung auf der Grundlage von Funktionseinheiten und/oder Strukturmerkmalen beschrieben wird, kann ein entsprechendes Verfahren einen Schritt umfassen, der die beschriebene Funktionalität ausführt oder mit dem eine entsprechende Struktur hergestellt werden kann, auch wenn solche Schritte nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Ebenso kann ein System mit entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen versehen werden oder mit Merkmalen, um einen bestimmten Verfahrensschritt auszuführen. Merkmale der verschiedenen zuvor oder nachfolgend beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.In general, disclosure of a described method also applies to a corresponding device for carrying out or producing the method, or for a corresponding system which comprises one or more devices, and vice versa. For example, if a particular method step is described, a corresponding device may include a feature to perform the method step described, even if that feature is not explicitly described or illustrated. On the other hand, if, for example, a specific device is described on the basis of functional units and/or structural features, a corresponding method can include a step that performs the described functionality or can be used to produce a corresponding structure, even if such steps are not explicitly described or illustrated are. A system can also be provided with corresponding device features or with features in order to carry out a specific method step. Features of the various aspects and embodiments described above or below can be combined with one another, unless explicitly stated otherwise.
Als Basisauslegung wird eine PA6 CF Faserverstärkung von 25mm2 verwendet. D.h. einen UD-Stab von 5mm x 5mm entspricht 6 x PA6 CF-Rods als Halbzeug. Um dem Druckgut lokal unterschiedliche Eigenschaften aufzuprägen können Rods, insbesondere mit verschiedenen Materialien, in der Vorrichtung zur Verarbeitung automatisch an- und abgewählt werden, d.h. in die Erstellung des Druckgutes einbezogen werden oder davon ausgeschlossen werden. Dies kann über die Tänzersteuerung erfolgen. Diese kann ein Signal an die Antriebsmotoren der Spulen des Spulengatters oder einer Vorschubeinrichtung senden, welche die Rods zum Drucker befördern.A PA6 CF fiber reinforcement of 25mm 2 is used as the basic design. Ie a UD rod of 5mm x 5mm corresponds to 6 x PA6 CF rods as a semi-finished product. In order to impress locally different properties on the print product, rods, in particular with different materials, can be automatically selected and deselected in the device for processing, ie included in the creation of the print product or excluded from it. This can be done via the dancer control. This can send a signal to the drive motors of the spools of the spool creel or to a feed device, which transports the rods to the printer.
Die Stränge werden dann in einem Stabdrucker 200 zusammengeführt und weiterverarbeitet. Der Stabdrucker 200 kann dazu eine Tänzersteuerung 201 aufweisen, der die verschiedenen Stränge, welche in dünner Form vorliegen, miteinander verbindet, zum Beispiel verdrillt oder anderweitig verflechtet, wenn dies nicht schon vorher geschehen ist. Der Stabdrucker 200 weist darüber hinaus eine Heizstrecke 202 auf, in welcher der Strang des Ausgangsmaterials geführt wird. Die Heizstrecke ist dazu eingerichtet, den Strang auf eine vorgegebene Temperatur zu erhitzen. Bei dieser Temperatur wird das Ausgangsmaterial verformbar.The strands are then brought together in a
Nachdem der Strang durch die Heizstrecke entsprechend erhitzt wurde, wird er in das Formwerkzeug 203 geführt. Das Formwerkzeug ist Teil des Stabdruckers 200. Das Formwerkzeug ist dazu eingerichtet, dem formbaren Strang einen vorgegebenen Querschnitt aufzuprägen. Insbesondere kann aus den Ausgangssträngen, die eine geringe Dicke aufweisen ein Wickelgut erzeugt werden, welches abschnittsweise eine wesentlich größere Dicke aufweist. In einem Beispiel können die Ausgangsmaterialien 103a, 103b eine Dicke von 2 mm betragen und eine Dicke des geformten Wickelgutes 300 kann 10 mm betragen. In einem anderen Abschnitt des Wickelgutes kann dieses den gleichen Querschnitt aufweisen, wie einer der beiden Ausgangsmaterialstränge. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass in diesem Abschnitt nur einer der beiden Ausgangsmaterialstränge verarbeitet wird.After the strand has been appropriately heated by the heating section, it is guided into the forming
Nachdem der zusammengesetzte Strang durch das Formwerkzeug einen vorgegebenen Querschnitt erhalten hat, wird das entstandene Wickelgut 300 durch ein Wickelauge 204 zu einer Rotationseinrichtung 400 geführt. Das Wickelauge umfasst neben einer Führungsfunktion auch einen Hitzestrahler, um das Wickelgut lokal aufzuheizen, bevor es aufgerollt wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Hitzestrahler auf die zuletzt gewickelte Lage auf der Rotationseinrichtung gerichtet sein, um diese lokal aufzuheizen, bevor sie durch die nächste Lage, die gerade aus dem Drucker kommt, umwickelt wird.After the assembled strand has been given a predetermined cross section by the forming tool, the resultant winding
Insbesondere vorteilhaft bei dieser Vorrichtung ist die Möglichkeit, ein vorgegeben geformtes Wickelgut 300 mit einem, im Vergleich zu einem Ausgangsmaterial, variablen Querschnitt und in einer variablen Zusammensetzung in die Rotationseinrichtung führen zu können. Dadurch kann ein Wickelprodukt schneller, effizienter und mit mehr Funktionen hergestellt werden.A particularly advantageous feature of this device is the possibility of being able to feed a predetermined shaped winding
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Vorrichtung zum Erstellen eines DruckgutesDevice for creating a printed matter
- 101101
- Spulengattercreel
- 102a, 102b102a, 102b
- Spule mit AusgangsmaterialSpool of feedstock
- 103a, 103b103a, 103b
- von Spule zugeführtes Ausgangsmaterialfeedstock fed from spool
- 200200
- Drucker, Pultrusionsdruckerprinter, pultrusion printer
- 201201
- Tänzersteuerungdancer control
- 202202
- Heizstreckeheating section
- 203203
- Formwerkzeugmolding tool
- 204204
- Wickelaugewrap eye
- 300300
- Druckgut, WickelgutPrinted goods, winding goods
- 302302
- Querschnitt eines DruckgutesCross-section of a printed material
- 301301
- aufgewickeltes Wickelgutcoiled goods
- 400400
- Rotationseinrichtungrotation device
- 401401
- Lagerung der RotationseinrichtungStorage of the rotation device
- 402402
- Rotationselementrotation element
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021107531.9A DE102021107531A1 (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Process and device for producing a print product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021107531.9A DE102021107531A1 (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Process and device for producing a print product |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021107531A1 true DE102021107531A1 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=83192758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021107531.9A Pending DE102021107531A1 (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Process and device for producing a print product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021107531A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010056239A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Rehau Ag + Co. | Process for producing continuous fiber-reinforced plastic profiles from thermoplastic materials |
DE102016008192A1 (en) | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Daimler Ag | Pultrusion process for producing a thermoplastic FRP hollow profile |
-
2021
- 2021-03-25 DE DE102021107531.9A patent/DE102021107531A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010056239A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Rehau Ag + Co. | Process for producing continuous fiber-reinforced plastic profiles from thermoplastic materials |
DE102016008192A1 (en) | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Daimler Ag | Pultrusion process for producing a thermoplastic FRP hollow profile |
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