DE102021119307A1

DE102021119307A1 - Anschlussstelle für eine Anlage sowie Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen

Info

Publication number: DE102021119307A1
Application number: DE102021119307.9A
Authority: DE
Inventors: Roman Denisov; Björn Ullmann
Original assignee: One Click Metal GmbH
Current assignee: One Click Metal GmbH
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2023-01-26
Also published as: US20230037036A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussstelle für eine Zuführstation (52) und/oder eine Entleerungsstation (51) für pulverförmiges Aufbaumaterial (14) einer Aufbaustation (16), Auspackstation (18) und/oder Siebstation (66), die zu einer Anlage (10) zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen (12) durch schichtweises Verfestigen mittels eines auf das pulverförmige Aufbaumaterial (14) einwirkenden Strahls (22) kombinierbar sind, mit einem Andockstutzen (101, 111), der eine freie Anschlussseite (78) aufweist, mit einem Verschluss (113), der einen Durchgang (114) in dem Andockstutzen (101, 113) öffnet und schließt, mit einem Anschlussstutzen (88) einer Anschlussvorrichtung (48), der mit dem Andockstutzen (101, 113) verbindbar ist und dem Anschlussstutzen (88) gegenüberliegend einen Kartuschenbehälter (49) aufnimmt, mit einem an dem Anschlussstutzen (88) vorgesehenen Verschluss (81), der einen Durchgang (77) des Anschlussstutzens (88) öffnet und schließt, wobei durch den Verschluss (81) in dem Anschlussstutzen (88) und durch den Verschluss (103, 113) in den Andockstutzen (101, 111) nach dem Verbinden des Anschlussstutzens (88) mit den Andockstutzen (101, 111) eine Schleuse (115) für das pulverförmige Aufbaumaterial (14) in der Zuführstation (52) zum Zuführen und in der Entleerungsstation (51) zum Abführen von pulverförmigem Aufbaumaterial (14) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussstelle einer Zuführstation und/oder einer Entleerungsstation für pulverförmiges Aufbaumaterial in einer Aufbaustation, Auspackstation und/oder Siebstation, die zu einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen mittels eines auf ein pulverförmiges Aufbaumaterial einwirkenden Strahles miteinander verbindbar sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils durch selektives Verfestigen mittels eines auf ein pulverförmiges Aufbaumaterial einwirkenden Strahles, welche zumindest eine solche Anschlussstelle in einer Aufbaustation, Auspackstation und/oder Siebstation umfasst.
Aus der DE 10 2019 130 951 A1 ist eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen durch aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten des pulverförmigen Aufbaumaterials bekannt. Zur Versorgung der Anlage mit pulverförmigem Aufbaumaterial als auch zur Entleerung der Anlage von pulverförmigem Aufbaumaterial sind Kartuschen bekannt, welche in Kartuschensteckplätzen positionierbar sind. Eine solche Kartusche umfasst einen Behälter, in welchem das pulverförmige Aufbaumaterial bevorratet ist oder der mit dem pulverförmigen Aufbaumaterial befüllbar ist. Eine Öffnung des Behälters ist fest mit einem Kartuschenverschluss verbunden. Der Kartuschenverschluss umfasst eine Verschlussklappe, welche über ein Anschlusselement zum Öffnen und Schließen ansteuerbar ist. Nach dem Einsetzen der Kartusche in eine Anschlussstelle wird die Verschlussklappe geöffnet. Sofern der Behälter der Kartusche mit pulverförmigem Aufbaumaterial befüllt ist, wird dieser entleert. Sofern der Behälter der Kartusche leer ist, kann gereinigtes oder prozessiertes Aufbaumaterial in den Behälter übergeführt werden.
Bei solchen Schnittstellen in der Aufbaustation, der Auspackstation und der Siebstation, an welchen die vorbeschriebene Kartusche befestigt und wieder entfernt wird, kann die Gefahr der Kontamination von pulverförmigem Aufbaumaterial gegeben sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussstelle einer Zuführstation und/oder einer Entleerungsstation für pulverförmiges Aufbaumaterial sowie eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen mit einer Aufbaustation, Auspackstation und/oder Anschlussstation vorzuschlagen, durch welche die Gefahr der Kontamination der Umgebung mit pulverförmigem Aufbaumaterial beim Wechsel der Kartuschenbehälter reduziert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Anschlussstelle einer Zuführstation und/oder Entleerungsstation für pulverförmiges Aufbaumaterial gelöst, welche einen Andockstutzen umfasst, der eine freie Anschlussseite aufweist sowie einen Verschluss umfasst, der einen Durchgang im Andockstutzen öffnet und schließt, wobei ein Anschlussstutzen einer Anschlussvorrichtung mit dem Andockstutzen verbindbar ist und die Anschlussvorrichtung dem Anschlussstutzen gegenüberliegend einen Kartuschenbehälter aufnimmt, wobei der Anschlussstutzen einen Verschluss aufweist, der einen Durchgang des Anschlussstutzens öffnet und schließt und dass durch den Verschluss im Anschlussstutzen und durch den Verschluss im Andockstutzen nach dem Verbinden des Anschlussstutzens mit dem Andockstutzen eine Schleuse für das pulverförmige Aufbaumaterial von dem Kartuschenbehälter zur Zuführstation und von der Abführstation in den Kartuschenbehälter gebildet ist. Durch diese Schleuse können unterschiedliche Druckverhältnisse in dem Kartuschenbehälter einerseits und der Zuführstation beziehungsweise Entleerungsstation andererseits vor dem Austausch des pulverförmigen Aufbaumaterials ausgeglichen werden. Dadurch können Verwirbelungen des pulverförmigen Aufbaumaterials vermieden werden. Auch ein Anhaften von pulverförmigem Aufbaumaterial an der Schnittstelle zwischen dem Andockstutzen und dem Anschlussstutzen wird verhindert.
Bevorzugt sind der Verschluss des Anschlussstutzens der Anschlussvorrichtung und der Verschluss des Andockstutzens in der Zuführstation oder Entleerungsstation in einer Ausgangsposition geschlossen. Dies weist zum einen den Vorteil auf, dass eine gesicherte Handhabung der Anschlussvorrichtung mit dem daran befestigten Kartuschenbehälter gegeben ist. Zum anderen ist sichergestellt, dass ein Zugang über die Zuführeinrichtung in eine Kammer der Aufbaustation, Auspackstation und/oder Siebstation geschlossen ist. Des Weiteren kann bei einem geschlossenen Verschluss im Andockstutzen der Entleerungsstation sichergestellt sein, dass durch Erschütterungen nicht unbeabsichtigt pulverförmiges Aufbaumaterial herausrieselt.
Des Weiteren ist bevorzugt der Verschluss als eine im Durchgang angeordnete Verschlussklappe ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und konstruktive Ausgestaltung als auch eine Ansteuerung zum Öffnen und Schließen des Durchgangs.
Vorteilhafterweise ist die Verschlussklappe außerhalb des Gehäuses der Anschlussvorrichtung mit einem Antrieb ansteuerbar, der an einem Mitnehmer positionierbar ist, welche die Schwenkachse betätigt. Somit kann diese Anschlussvorrichtung für eine automatisierte Entleerung oder Befüllung des Kartuschenbehälters eingesetzt werden.
Des Weiteren ist bevorzugt die Schwenkachse der Verschlussklappe im Gehäuse gelagert und die Schwenkachse zum Durchgang weisend mit zumindest einer Dichtung abgedichtet. Dadurch kann verhindert werden, dass pulverförmiges Aufbaumaterial über die außerhalb des Gehäuses führende Schwenkachse nach außen austreten kann.
Der Durchgang in der Anschlussvorrichtung ist bevorzugt im Bereich der Öffnung durch einen Anschlussstutzen ausgebildet. Dieser Anschlussstutzen ermöglicht eine einfache Positionierung an der Anschlussstelle der Komponenten in der Anlage, wie beispielsweise die Positionierung der Anschlussvorrichtung an einer Station oder an einer Entleerungsstation.
Am stirnseitigen Ende des Anschlussstutzens ist bevorzugt eine innenliegende Einführschräge vorgesehen, die in den Durchgang im Anschlussstutzen, der vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist, übergeht. Dadurch kann beispielsweise ein einfaches Positionieren des Anschlussstutzens auf einem Andockstutzen einer Entleerungsstation vorgesehen sein, indem der Anschlussstutzen den Andockstutzen außen umgreift.
Des Weiteren ist bevorzugt der Anschlussstutzen von einem freien - vorzugsweise U-förmigen - Ringraum umgeben, der zur Anschlussseite des Gehäuses der Anschlussvorrichtung hin offen ausgebildet ist. Dadurch ist beispielsweise auf den Anschlussstutzen ein Andockstutzen einer Zuführstation aufsetzbar, der am Außenumfang des Anschlussstutzens angreift. Dies weist den Vorteil auf, dass das pulverförmige Aufbaumaterial durch den Durchgang und die Öffnung des Anschlussstutzens frei in den Andockstutzen fallen beziehungsweise übergeführt werden kann, ohne dass sich im Anschlussbereich pulverförmiges Aufbaumaterial ansammelt.
Des Weiteren ist bevorzugt am Außenumfang des Anschlussstutzens und in den Ringraum weisend zumindest eine den Anschlussstutzen umgebende Dichtung vorgesehen. Dadurch kann eine einfache Positionierung der Anschlussvorrichtung mit dem Anschlussstutzen zu einem Andockstutzen der Zuführstation oder Entleerungsstation ermöglicht sein und gleichzeitig eine abdichtende Schnittstelle geschaffen werden.
An dem Außenumfang des Anschlussstutzens sind zumindest zwei zueinander beabstandete Dichtungen vorgesehen. Die nahe der Stirnseite des Anschlussstutzens vorgesehene Dichtung ist bevorzugt als Pulverabstreifer ausgebildet. Die dahinterliegende Dichtung ist bevorzugt als eine Gasdichtung ausgebildet.
Des Weiteren ist bevorzugt der Andockstutzen in der Zuführstation im Umfang größer als der Anschlussstutzen der Anschlussvorrichtung ausgebildet, sodass der Anschlussstutzen in einer Anschlussposition der Anschlussvorrichtung in der Zuführstation in den Andockstutzen eingreift. In der Zuführstation werden befüllte Kartuschenbehälter eingesetzt. Durch das äußere Umgreifen des Anschlussstutzens durch den Andockstutzen kann das pulverförmige Aufbaumaterial frei nach unten abrieseln, ohne dass sich pulverförmiges Aufbaumaterial an der Schnittstelle ansammelt. Durch diese Anordnung werden in Zuführrichtung des Aufbaumaterials keine Toträume gebildet.
Des Weiteren ist bevorzugt der Andockstutzen in der Entleerungsstation im Umfang kleiner als der Andockstutzen in der Anschlussvorrichtung ausgebildet, sodass der Anschlussstutzen in einer Anschlussposition der Anschlussvorrichtung in der Entleerungsstation den Andockstutzen außen umgreift. Dadurch wird eine störkonturenfreie Anordnung geschaffen, damit das aus der Entleerungsstation herauszuführende pulverförmige Aufbaumaterial während dem Überführen in den leeren Kartuschenbehälter ohne Anhaften an der Schnittstelle zwischen dem Anschlussstutzen und dem Andockstutzen in den Kartuschenbehälter überführbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist nach dem Positionieren der Anschlussvorrichtung an der Zuführstation die dadurch gebildete Schleuse in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zum Öffnen ansteuerbar, wobei der Verschluss in der Andockstation der Zuführeinrichtung vor dem Verschluss in dem Anschlussstutzen der Anschlussvorrichtung öffnet. Dadurch wird ein eventuell sich ergebender Überdruck zwischen den beiden Verschlüssen in die weitere an die Zuführstation angeschlossene Komponente, wie beispielsweise den Pulvervorratstrichter, abgeführt. Somit kann das Öffnen des Verschlusses im Andockstutzen erfolgen, ohne dass von Seiten der Zuführstation ein Überdruck auf den Kartuschenbehälter wirkt.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass nach dem Entleeren des Kartuschenbehälters an der Zuführstation die Schleuse in umgekehrter Reihenfolge zum Öffnen der Schleuse an der Zuführstation schließt.
Des Weiteren ist bevorzugt nach dem Positionieren der Anschlussvorrichtung an der Entleerungsstation die dadurch gebildete Schleuse in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zum Öffnen ansteuerbar, wobei der Verschluss im Anschlussstutzen der Anschlussvorrichtung vor dem Verschluss des Andockstutzens der Entleerungsstation öffnet. Dadurch wird ein gegebenenfalls vorliegender Überdruck in der Schleuse zwischen den beiden Verschlüssen in den Kartuschenbehälter abgeleitet, bevor darauffolgend ein Entleeren der Aufbaustation, Auspackstation oder Siebstation durch Befüllen des Kartuschenbehälters durchgeführt wird.
Insbesondere werden nach dem Befüllen des Kartuschenbehälters in der Anschlussstelle der Entleerungsstation die Verschlüsse in umgekehrter Reihenfolge zum Öffnen wieder geschlossen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe betrifft des Weiteren eine Anlage, insbesondere zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils durch selektives Verfestigen mittels eines auf ein pulverförmiges Aufbaumaterial einwirkenden Strahles, welches zumindest besteht aus:

- einer Aufbaustation, welche eine Prozesskammer umfasst, in welcher das Bauteil auf einer Substratplatte in einem Baumodul schichtweise durch selektives Verfestigen des Aufbaumaterials herstellbar ist und mit einer in einem Pulverkreislauf der Aufbaustation vor der Prozesskammer zugeordneten Zuführstation zum Zuführen von frischem oder gereinigtem Aufbaumaterial und einer nach der Prozesskammer angeordneten Entleerungsstation zum Abführen von prozessiertem Aufbaumaterial, und/oder
- einer Auspackstation, welche eine Auspackkammer umfasst, in welcher das Bauteil aus dem Baumodul entnehmbar ist und mit einer in einen Pulverkreislauf der Auspackstation nach der Auspackstation angeordneten Entleerungsstation zum Abführen von prozessiertem Aufbaumaterial, und/oder
- einer Siebstation, welche eine Siebeinrichtung zum Trennen von Überkorn und/oder Verunreinigungen aus prozessiertem Aufbaumaterial umfasst, und mit einer in einem Pulverkreislauf der Siebstation vor der Siebstation angeordneten Zuführstation zur Aufnahme von prozessiertem Aufbaumaterial und einer nach der Siebeinrichtung angeordneten Entleerungsstation zum Abführen von gereinigtem Aufbaumaterial,
- wobei die Zuführstation und/oder die Entleerungsstation jeweils eine Anschlussstelle nach einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen umfasst.

Insbesondere umfasst die Zuführstation und/oder Entleerungsstation einen Andockstutzen sowie einen Verschluss, der einen Durchgang des Andockstutzens öffnet und schließt. Die Anschlussvorrichtung weist einen Anschlussstutzen auf, welcher mit dem Andockstutzen verbindbar ist. Dem Anschlussstutzen gegenüberliegend nimmt die Anschlussvorrichtung einen Kartuschenbehälter auf. Durch den Verschluss am Anschlussstutzen der Anschlussvorrichtung und dem Verschluss des Andockstutzens der Zuführstation oder der Entleerungsstation ist eine Schleuse gebildet. Dadurch kann sowohl die Zuführung von pulverförmigem Aufbaumaterial - also die Entleerung eines Kartuschenbehälters - als auch das Abführen von pulverförmigem Aufbaumaterial in den Kartuschenbehälter - also das Entleeren von pulverförmigem Aufbaumaterial über die Entleerungsstation - drucklos erfolgen, wodurch eine Kontamination der Umgebung des pulverförmigen Aufbaumaterials verringert ist.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht von vorne auf eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen mit einer Aufbaustation, einer Auspackstation und einer Siebstation,
2 eine schematische Schnittansicht einer Anschlussvorrichtung zur Aufnahme eines Kartuschenbehälters und zur Positionierung in der Anlage gemäß 1,
3 eine schematische Schnittansicht der Anschlussvorrichtung gemäß 2 mit einem geöffneten Verschluss,
4 eine schematische Seitenansicht der Anschlussvorrichtung gemäß 2 zum Bestücken mit einem Kartuschenbehälter,
5 eine schematische Schnittansicht der Anschlussvorrichtung in Verbindung mit einer Zuführstation, und
6 eine schematische Schnittansicht der Anschlussvorrichtung in Verbindung mit einer Entleerungsstation.

In 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Anlage 10 zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils 12 durch ein aufeinanderfolgendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen Aufbaumaterials 14 dargestellt. Diese Anlage 10 umfasst beispielsweise eine Aufbaustation 16 sowie eine Auspackstation 18. Diese Aufbaustation 16 und die Auspackstation 18 umfassen jeweils ein Gehäuse 19 und sind getrennt zueinander vorgesehen. Alternativ können diese Aufbaustation 16 und die Auspackstation 18 auch in einem gemeinsamen Gehäuse 19 der Anlage 10 vorgesehen sein.
Die Aufbaustation 16 umfasst eine Strahlquelle 21, beispielsweise in Form einer Laserquelle. Diese Strahlquelle 21 gibt einen Strahl 22, insbesondere Laserstrahl 22, ab, der über eine Strahlführung einem Bearbeitungskopf 26 einer Prozesskammer 24 zugeführt wird. Der Strahl 22 wird über den Bearbeitungskopf 26 auf das Aufbaumaterial 14 gerichtet. Dieser Bearbeitungskopf 26 kann an einem Linearachsensystem angeordnet sein. Dieses Linearachsensystem 28 kann als ein zweiachsiges System ausgebildet sein, sodass der Bearbeitungskopf 26 in der X-/Y-Ebene parallel und oberhalb einer Arbeitsfläche 31 in der Prozesskammer 24 verfahrbar ist. Alternativ zum Bearbeitungskopf 26 kann auch eine Scannereinrichtung der Prozesskammer zugeordnet sein. Die Scannereinrichtung umfasst einen ansteuerbaren Scannerspiegel, durch welchen der Strahl 21 auf das Aufbaumaterial 14 gerichtet wird.
In der Arbeitsfläche 31 ist ein Baumodul 33 innerhalb dem eine Substratplatte 34 auf und ab bewegbar geführt. Auf dieser Substratplatte 34 wird durch selektives Verfestigen des pulverförmigen Aufbaumaterials 14 das dreidimensionale Bauteil 12 hergestellt.
Oberhalb der Arbeitsfläche 31 ist bevorzugt eine Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 vorgesehen. Diese Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 überfährt die Arbeitsfläche 31. Dabei kann zum einen das pulverförmige Aufbaumaterial 14 in das Baumodul 33 aufgebracht und gleichzeitig das überschüssig aufgebrachte Aufbaumaterial 14 durch die Nivelliereinrichtung von dem Baumodul 33 in einer Auffangvorrichtung 46 abgeführt werden.
Das Aufbaumaterial 14 besteht bevorzugt aus einem Metall- oder Keramikpulver. Auch andere für das Laserschmelzen und/oder das Lasersintern geeignete und verwendete Werkstoffe können eingesetzt werden. Die Prozesskammer 24 ist bevorzugt hermetisch abgeriegelt. Diese wird zur Herstellung des dreidimensionalen Bauteils 12 mit Schutzgas oder einem Inertgas gefüllt, um beim Aufschmelzen des Aufbaumaterials 14 eine Oxidation zu vermeiden.
Die Aufbaustation 16 umfasst des Weiteren eine Pulvervorratseinrichtung 41. Diese Pulvervorratseinrichtung 41 weist einen Pulvervorratstrichter 42 auf, der vorzugsweise mit einem Füllstandssensor ausgestattet ist, um das bevorratete Niveau des Aufbaumaterials 14 zu erfassen. Über eine Dosiereinrichtung 43 wird eine vorbestimmte Menge an Aufbaumaterial 14 aus dem Pulvervorratstrichter 42 entnommen und der Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 in der Prozesskammer 24 zugeführt.
Das nach dem Belichtungsprozess nicht verfestigte Aufbaumaterial 14 wird mittels der Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 in eine Auffangvorrichtung 46 übergeführt. Diese Auffangvorrichtung 46 umfasst bevorzugt einen Auffangtrichter 47, dessen Öffnung in der Arbeitsfläche 31 integriert ist beziehungsweise in der Arbeitsfläche 31 liegt. Diese Auffangvorrichtung 46 führt das über die Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 eingetragene prozessierte Aufbaumaterial 14 einer nachgeschalteten Dosiereinrichtung 43 zu.
Dieser Dosiereinrichtung 43 nachfolgend ist eine Anschlussstelle 50 einer Entleerungsstation 51 zugeordnet, welche zum Anschluss einer Anschlussvorrichtung 48, an der ein Kartuschenbehälter 49 befestigbar ist, vorgesehen ist. Diese Anschlussvorrichtung 48 wird nachfolgend in den 2 und 3 beschrieben. Über die Dosiervorrichtung 43 wird eine vorbestimmte Menge an prozessiertem Aufbaumaterial 14 in den Kartuschenbehälter 49 übergeführt.
Im Gehäuse 19 der Aufbaustation 16 kann ein Lagerort 54 für weitere Kartuschenbehälter 49 und/oder Anschlussvorrichtungen 48 vorgesehen sein. In diesem Lagerort 54 können sowohl befüllte als auch leere Kartuschenbehälter 49 bevorratet sein.
Unter einem „frischen Aufbaumaterial“ 14 wird ein Aufbaumaterial 14 verstanden, welches zum ersten Mal für die Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils 12 bereitgestellt und der Prozesskammer 24 für den Herstellungsprozess des dreidimensionalen Bauteils 12 zugeführt wird.
Unter „prozessiertem Aufbaumaterial“ 14 wird ein solches pulverförmiges Aufbaumaterial 14 verstanden, welches der Prozesskammer 24 zugeführt und durch das selektive Verfestigen mittels des Strahles 22 nicht verfestigt wurde. Dieses nicht verfestigte pulverförmige Aufbaumaterial 14 wird aus der Prozesskammer 24 durch die Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 herausgeführt.
Unter einem „gereinigten Aufbaumaterial“ 14 wird ein Aufbaumaterial 14 verstanden, welches ausgehend von einem prozessierten Aufbaumaterial, beispielsweise in einer Siebstation, gereinigt wurde. Dabei wird das prozessierte Aufbaumaterial von Überkornverschmutzungen und dergleichen befreit. Dieses gereinigte Aufbaumaterial kann erneut für einen Arbeitsprozess der Aufbaustation 16 zugeführt werden.
Die Aufbaustation 16 kann des Weiteren in der Pulvervorratseinrichtung 41 eine Anschlussstelle 50 einer Zuführstation 52 für zumindest eine Anschlussvorrichtung 48 mit dem Kartuschenbehälter 49 umfassen. Dies ist nachfolgend in 5 dargestellt.
Die Auspackstation 18 umfasst eine Auspackkammer 61, in welcher das Baumodul 33, das zur Entnahme aus der Prozesskammer 24 bevorzugt mit einem Deckel verschlossen ist, einsetzbar ist, um dieses darauffolgend in der Auspackstation 18 zu entleeren. Die Substratplatte 34 mit dem Bauteil 12 wird aus dem Baumodul 33 entnommen und in der Auspackkammer 61 von nicht verfestigtem Aufbaumaterial 14 gesäubert. Das in der Auspackkammer 61 auf einer Arbeitsfläche 31 sich ansammelnde prozessierte Aufbaumaterial 14 wird in eine Auffangvorrichtung 46 übergeführt, welche analog zu der Auffangvorrichtung 46 der Aufbaustation 16 ausgebildet sein kann. Über die Dosiereinrichtung 43 wird prozessiertes Aufbaumaterial 14 der Anschlussstelle 50 der Entleerungsstation 51 zugeführt. An der Anschlussstelle 50 ist eine Anschlussvorrichtung 48 befestigbar, welche einen leeren Kartuschenbehälter 49 aufnimmt. Dieser Kartuschenbehälter 49 wird mit prozessiertem Aufbaumaterial 14 gefüllt.
In der Auspackkammer 61 können Öffnungen 63 mit einem Handschuheingriff vorgesehen sein, um das Bauteil 12 von losem Aufbaumaterial 14 zu befreien und dieses der Auffangvorrichtung 46 zuzuführen. Auch kann eine Absaugvorrichtung zum Säubern des Bauteils 12 und/oder der Arbeitsfläche 31 vorgesehen sein.
Der mit dem prozessierten Aufbaumaterial 14 befüllte Kartuschenbehälter 49 wird einer Siebstation 66 zugeführt. Diese Siebstation 66 kann in der Auspackstation 18 integriert sein. Die Siebstation 66 kann auch in der Aufbaustation 16 integriert sein. Die Siebstation 66 kann des Weiteren isoliert und getrennt zur Aufbaustation 16 und Auspackstation 18 angeordnet sein. Auch kann die Aufbaustation 16, die Auspackstation 18 und die Siebstation 66 eine gemeinsame Anlage in einem Gehäuse 19 bilden.
Die Siebstation 66 umfasst zumindest eine Anschlussstelle 50 zur Aufnahme der Anschlussvorrichtung 50 an einer Zuführstation 52, an welcher die Anschlussvorrichtung 48 mit dem Kartuschenbehälter 49 befestigbar ist. Das durch den Kartuschenbehälter 49 durch die Anschlussvorrichtung 50 hindurch abgegebene prozessierte Aufbaumaterial 14 wird bevorzugt mittels einer Dosiereinrichtung 43, insbesondere einer Dosierschnecke, einer Siebeinrichtung 67 zugeführt. Diese Siebeinrichtung 67 umfasst ein Sieb 68, welches bevorzugt mittels Ultraschallfrequenzen oder niedrigen Frequenzen angeregt werden kann. Dadurch kann das prozessierte, pulverförmige Aufbaumaterial 14 gereinigt werden. Beispielsweise können ein Grobkorn oder ein Überkorn und/oder Verunreinigungen durch das Sieb 68 zurückgehalten und in einen Überkornbehälter 69 übergeführt werden. Das prozessierte, pulverförmige Aufbaumaterial 14, welches frei von Überkorn und/oder Verunreinigungen ist, wird als gereinigtes Aufbaumaterial 14 über eine Auslassöffnung 71 abgeführt. Diese weitere Auslassöffnung 71 mündet in eine Anschlussstelle 50 einer Entleerungsstation 51, an welche die Anschlussvorrichtung 48 mit einem daran angeordneten leeren Kartuschenbehälter 49 befestigbar ist. Der Kartuschenbehälter 49 dient zur Aufnahme des prozessierten und gereinigten pulverförmigen Aufbaumaterials 14.
Darauffolgend wird die Anschlussvorrichtung 48 mit dem Kartuschenbehälter 48, der mit dem prozessierten und gereinigten Aufbaumaterial 14 befüllt ist, erneut der Pulvervorratsvorrichtung 41 zugeführt, um die Pulvervorratsvorrichtung 41 mit Aufbaumaterial 14 zu versorgen.
Unter dem Begriff „Zuführstation“ 52 wird verstanden, dass an diese Zuführstation 52 die Anschlussvorrichtung 48 mit einem mit Aufbaumaterial 14 befüllten Kartuschenbehälter 49 anschließbar ist, sodass das in dem Kartuschenbehälter 49 bereitgestellte Aufbaumaterial 14 der jeweiligen Station, insbesondere der Aufbaustation 16 und der Siebstation 66, zugeführt werden kann.
Unter dem Begriff „Entleerungsstation“ 51 wird verstanden, dass an diese Entleerungsstation 51 eine Anschlussvorrichtung 48 mit einem leeren Kartuschenbehälter 49 anschließbar ist, um prozessiertes und/oder gereinigtes Aufbaumaterial 14 in den Kartuschenbehälter 49 überzuführen. Dadurch kann das prozessierte und/oder gereinigte Aufbaumaterial 14 aus der jeweiligen Station, insbesondere der Aufbaustation 16, der Auspackstation 18 und/oder der Siebstation 66, herausgeführt werden.
In 2 ist eine schematische Schnittansicht der Anschlussvorrichtung 48 dargestellt. Diese Anschlussvorrichtung 48 umfasst eine Kartuschenaufnahme 74, an welcher der Kartuschenbehälter 49 befestigbar ist. Bevorzugt weist die Kartuschenaufnahme 74 ein Gewinde auf, sodass der Kartuschenbehälter 49 durch eine Schraubverbindung befestigbar ist. Alternativ können auch weitere Steck- und/oder Rastverbindungen oder dergleichen als Kartuschenaufnahme 74 vorgesehen sein. Diese Kartuschenaufnahme 74 ist am stirnseitigen Ende eines Gehäuses 75 der Anschlussvorrichtung 48 angeordnet. An die Kartuschenaufnahme 74 schließt sich ein Trichter 76 an, der in einem Durchgang 77 mündet. Dieser Durchgang 77 weist zur Anschlussseite 78 der Anschlussvorrichtung 48 eine Öffnung 79 auf. Die Anschlussseite 78 bildet diejenige Seite, welche mit der Anschlussstelle 50 in der Aufbaustation 16 und/oder Auspackstation 18 und/oder Siebeinrichtung 67 anschließbar ist.
Im Durchgang 77 ist ein Verschluss 81 vorgesehen. Dieser Verschluss 81 ist in 2 in einer Schließstellung dargestellt. Dadurch ist eine Verbindung zwischen der Kartuschenaufnahme 74 und der Anschlussseite 78 gesperrt. Der Verschluss 81 ist bevorzugt als eine schwenkbare Verschlussklappe 82 ausgebildet, welche um eine Schwenkachse 83 drehbar im Gehäuse 75 gelagert ist. Diese Schwenkachse 83 ist vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse 84 des Durchgangs 77 ausgerichtet. Außerhalb des Gehäuses 75 ist ein Mitnehmer 85 vorgesehen, der an der Schwenkachse 83 befestigbar ist. Durch diesen Mitnehmer 85 kann beispielsweise mittels eines Motors und eines Steuergerätes ein Öffnungs- und Schließvorgang des Verschlusses 81 angesteuert werden. Die Schwenkachse 83 ist durch zumindest eine Dichtung 86 abdichtend mit dem Gehäuse 75 verbunden. Bevorzugt ist eine Elastomerdichtung vorgesehen.
Der Durchgang 77 ist zur Anschlussseite 78 Teil eines Anschlussstutzens 88. Dieser Anschlussstutzen 88 weist an seinem stirnseitigen Ende eine innenliegende Einführschräge 89 auf, die in den Durchgang 77 übergeht. Der Durchgang 77 ist bevorzugt als eine zylindrische Bohrung mit einem konstanten Querschnitt ausgebildet. Den Anschlussstutzen 88 außen umgebend ist ein freier Ringraum 91 im Gehäuse 75 vorgesehen. Der Ringraum 91 ist vorzugsweise U-förmig ausgebildet. Dieser Ringraum 91 ist zur Anschlussseite 78 offen ausgerichtet. Am Außenumfang des Anschlussstutzens 88 und in den Ringraum 91 weisend ist zumindest eine Dichtung 92, 93 vorgesehen. Bevorzugt ist zur Stirnseite des Anschlussstutzens 88 zugeordnet ein Pulverabstreifer als Dichtung 92 vorgesehen und mit der dahinterliegenden Dichtung 93 als Gasdichtung ausgebildet. An der Anschlussseite 78 des Gehäuses 75 ist eine Gehäuseabdeckung 95 vorgesehen, durch welche der Anschlussstutzen 88 verschließbar ist. Diese Gehäuseabdeckung 95 ist bevorzugt als verschiebbarer Deckel ausgebildet, der sowohl den Ringraum 91 als auch den Anschlussstutzen 88 - also zur Anschlussseite 78 - überdeckt. Des Weiteren kann die Gehäuseabdeckung 95 mittels einer Dichtung für das Aufbaumaterial, insbesondere einem Filzabstreifer, zur Umgebung abgedichtet sein. Diese Dichtung kann zum Ringraum 91 weisend und/oder nach außen zur Umgebung weisend vorgesehen sein.
In dem Gehäuse 95 der Anschlussvorrichtung 48 ist des Weiteren ein Handgriff 97 vorgesehen. Dieser Handgriff 97 ist zur Anschlussseite 78 ausgerichtet befestigt. Vorzugsweise ist der Handgriff 97 parallel zur Längsachse 84 des Durchgangs 77 ausgerichtet. An einer Unterseite des Handgriffs 97 ist bevorzugt die verschiebbare Gehäuseabdeckung 95 aufgenommen, und an der Gehäuseabdeckung 95 kann ein Mitnahmeelement 96 vorgesehen sein, sodass ein automatisiertes Öffnen und Schließen der Anschlussvorrichtung 48 ansteuerbar ist.
In 3 ist die Anschlussvorrichtung 48 gemäß 2 in einer Schnittansicht dargestellt, wobei die Verschlussklappe 82 in einer geöffneten Position dargestellt ist. Des Weiteren ist die Gehäuseabdeckung 95 geöffnet. Dadurch ist ein Durchgang zwischen der Kartuschenaufnahme 74 und dem Anschlussstutzen 88 freigegeben.
In 4 ist schematisch eine Anordnung zum Verbinden der Anschlussvorrichtung 48 an den Kartuschenbehälter 49 dargestellt. Ein Deckel 53 des Kartuschenbehälters 49 wird abgenommen. In einer Überkopfanordnung wird die Anschlussvorrichtung 48 mit der Kartuschenaufnahme 74 zur Öffnung des Kartuschenbehälters 49 positioniert. Darauffolgend wird der Kartuschenbehälter 49 mit der Anschlussvorrichtung 48 verbunden. Der Verschluss 81 als auch die Gehäuseabdeckung 95 sind in einer Schließposition. Sofern der Kartuschenbehälter 49 mit Aufbaumaterial 14 befüllt ist, kann darauffolgend eine an dem Kartuschenbehälter 49 angebrachte Kennzeichnung 98 oder die am Deckel angebrachte Kennzeichnung 98 mit einer elektrischen Einrichtung ausgelesen werden. Diese Kennzeichnung 98 kann als ein NFC/RFID-Tag (NFC - Near Field Communication, RFID - Radio Frequency Identification) ausgebildet sein, die vorzugsweise aufgeklebt ist. Entsprechend dem bereitgestellten Aufbaumaterial 14 kann eine farbige Markierung an einer Halterung 99 am Handgriff 97 befestigt werden. Alternativ kann die Kennzeichnung 98 entfernt und an der Halterung 99 befestigt werden.
Des Weiteren kann bevorzugt an einer Außenseite der Kartuschenaufnahme 74 eine weitere Kennzeichnung 73 vorgesehen sein. Bei dieser Kennzeichnung kann es sich beispielsweise um einen RFID-Chip handeln, der beschreibbar und/oder auslesbar ist. Beispielsweise können in dieser Kennzeichnung 73 Informationen eingebracht werden, ob beispielsweise ein voller oder leerer Kartuschenbehälter 49 mit der Kartuschenaufnahme 74 verbunden wurde. Des Weiteren kann die Information abgespeichert werden, ob sich in dem Kartuschenbehälter 49 frisches, prozessiertes oder gereinigtes Aufbaumaterial 14 befindet. Weitere Daten können ebenfalls eingelesen werden, sodass in jedem Prozessschritt die notwendigen Informationen ausgelesen werden können. Beispielsweise kann ein Vergleich zwischen der Kennzeichnung 98 und der weiteren Kennzeichnung 73 erfolgen, ob eine zulässige Kombination oder Übereinstimmung von Merkmalen gegeben ist. Dadurch kann verhindert werden, dass bei einer Kartuschenaufnahme 74, welche beispielsweise mit einem Aluminiumpulver in einem vorherigen Prozess beaufschlagt war, kein Kartuschenbehälter 49 angeschlossen wird, der beispielsweise ein Aufbaumaterial 14 aus Edelmetall aufweist, da es bei einer solchen Materialmischung zu einer Entzündungsgefahr kommen kann.
Durch die Abfrage der jeweiligen Kennzeichnungen 73 und 98 kann eine Erhöhung der Prozesssicherheit erzielt werden.
Aufgrund der Kennzeichnung 98 ist zu einem späteren Zeitpunkt nachvollziehbar, um welches Aufbaumaterial 14 es sich im Kartuschenbehälter 49 handelt. Darauffolgend wird die Anschlussvorrichtung 48 mit dem daran befestigten Kartuschenbehälter 49 um 180° gedreht und kann dann in eine Zuführstation 52 eingesetzt werden. Dabei wird zunächst die Gehäuseabdeckung 95 geöffnet, sodass der Anschlussstutzen 88 für einen Anschluss an der Anschlussstelle 50 zugänglich ist.
In 5 ist die Anschlussvorrichtung 48 mit dem daran befestigten Kartuschenbehälter 49 zu der Zuführstation 52 ausgerichtet. Die Zuführstation 52 kann beispielsweise mit einem Pulvervorratstrichter 42 verbunden sein. Die Zuführstation 52 umfasst einen Andockstutzen 101. Dieser Andockstutzen 101 ist relativ zu einer Führung 116 der Zuführstation 52 auf- und abbewegbar. In einer Ausgangsposition ist der Andockstutzen 101 in einer unteren Position angeordnet. Dadurch kann die Anschlussvorrichtung 48 in einer einfachen Weise zur Anschlussstelle 50 der Zuführstation 52 ausgerichtet werden. Beispielsweise kann die Anschlussvorrichtung 48 in einem Magazin 120 bevorratet sein. Das Magazin 120 kann durch eine Verschiebebewegung oder eine Rotation die Anschlussvorrichtung 48 mit dem befüllten Kartuschenbehälter 49 in eine Entleerungsposition 126 zur Zuführstation 52 überführen.
Nachdem die Anschlussvorrichtung 48 die Entladeposition 126 zum Andockstutzen 101 in der Zuführstation 52 eingenommen hat, wird eine Verfahrbewegung des Andockstutzens 101 vertikal nach oben angesteuert, so dass der Andockstutzen 101 auf den Anschlussstutzen 88 aufgesetzt wird. Der Andockstutzen 101 ist im Umfang größer als der Anschlussstutzen 88 ausgebildet, sodass der Anschlussstutzen 88 in den Andockstutzen 101 eingreift. Durch die am Außenumfang des Anschlussstutzens 88 vorgesehenen Dichtungen 92, 93 wird somit beim Einsetzen des Anschlussstutzens 88 in dem Andockstutzen 101 eine automatische Abdichtung zum Andockstutzen 101 geschaffen.
Der Andockstutzen 111 umfasst einen Durchgang 114. Dieser Durchgang 114 kann beispielsweise in den Pulvervorratstrichter 42 münden. In dem Durchgang 114 ist ein Verschluss 103 vorgesehen. Dieser Verschluss 103 weist eine Verschlussklappe 82 auf, die analog des Verschlusses 81 des Anschlussstutzens 88 ausgebildet ist und/oder dieser entspricht. Dieser Andockstutzen 101 kann auch Teil des Pulvervorratstrichters 42 sein. Zum Zeitpunkt des Aufsetzens der Anschlussvorrichtung 48 auf die Zuführstation 52 oder zum Zeitpunkt des Verfahrens der Anschlussvorrichtung 48 mit dem Magazin 120 in die Entleerungsposition 126 zur Zuführstation 52 ist der Verschluss 103 im Andockstutzen 101 geschlossen, ebenso der Verschluss 81 in der Anschlussvorrichtung 48. Nach dem Verbinden des Anschlussstutzens 81 mit dem Andockstutzen 101 ist eine geschlossene Schleuse 115 gebildet. Diese Schleuse 115 wird zum einen durch den Verschluss 81 in der Anschlussvorrichtung 48 und zum anderen durch den Verschluss 103 im Andockstutzen 101 der Zuführstation 52 gebildet.
Zum Überführen des Aufbaumaterials 14 von dem Kartuschenbehälter 49 in den Pulvervorratstrichter 42 wird zunächst der Verschluss 103 geöffnet. Der Verschluss 103 kann durch einen Motor 121 zum Öffnen drehbar angesteuert werden. Dieser Motor 121 ist über eine Kupplung 122 mit der Schwenkachse 83 des Verschlusses 103 verbunden, wie dies beispielhaft aus 6 hervorgeht. Durch das Öffnen des Verschlusses 103 kann die zwischen den beiden Verschlüssen 81, 103 komprimierte Luft in den Pulvervorratstrichter 42 abgeleitet werden. Anschließend wird der Verschluss 81 in der Anschlussvorrichtung 88 geöffnet. Zum Öffnen des Verschlusses 81 wird ein Motor 124 angesteuert. An dem Motor 124 ist eine Greifkupplung 125 vorgesehen, die U-förmig ausgebildet ist. Der Mitnehmer 85 des Verschlusses 81 von dem Anschlussstutzen 88 ist rechteckförmig ausgebildet. In der Schließposition des Verschlusses 81 ist die Längsseite des Mitnehmers 83 horizontal ausgerichtet, so dass bei einer Verfahrbewegung des Magazins 120 in die Entleerungsposition 126 der Mitnehmer 85 in die Greifkupplung 125 eingeführt wird. Alternativ kann zunächst eine Verschiebebewegung angesteuert werden, so dass eine Antriebswelle des Motors 124 an dem Mitnehmer 85 der Schwenkachse 83 des Verschlusses 81 angreift, um den Verschluss aus einer Schließposition in eine in 5 dargestellten Öffnungsposition überzuführen.
Aufgrund des Eingreifens des Anschlussstutzens 88 in den Andockstutzen 101 wird zwischen dem Kartuschenbehälter 49 und beispielsweise dem Pulvervorratstrichter 42 - in Fließrichtung des Aufbaumaterials 14 gesehen - eine Anordnung ohne Hinterschnitte geschaffen. Das pulverförmige Aufbaumaterial 14 rieselt selbständig durch die Zuführstation 52 hindurch, ohne zu einer Ansammlung von Aufbaumaterial zu führen.
Nach dem Entleeren des Kartuschenbehälters 49 wird zunächst der Verschluss 103 im Andockstutzen 101 und darauffolgend der Verschluss 81 in der Anschlussvorrichtung 48 geschlossen. Anschließend wird die Anschlussvorrichtung 48 abgehoben und die Gehäuseabdeckung 95 geschlossen. Alternativ kann das Magazin 120 weitergetaktet werden, so dass die Anschlussvorrichtung 48 mit dem entleerten Kartuschenbehälter 49 in eine Be-/Entladeposition 128 übergeführt werden.
In 6 ist eine schematische Schnittansicht der Anschlussvorrichtung 48 mit einem leeren Kartuschenbehälter 49 dargestellt, der einer Anschlussstelle 50 einer Entleerungsstation 51, beispielsweise in der Aufbaustation 16, der Auspackstation 18 und/oder der Siebstation 66, zugeordnet ist. Die Entleerungsstation 51 weist einen Andockstutzen 111 mit einem Durchgang 114 auf. Dieser Durchgang 114 weist einen Verschluss 113 auf, durch welchen der Durchgang 114 geöffnet und geschlossen wird. Dieser Verschluss 113 kann eine Verschlussklappe 82 umfassen, welche der Verschlussklappe 82 des Verschlusses 81 des Anschlussstutzens 88 entsprechen kann. Bevorzugt ist der Verschluss 113 analog zum Verschluss 81 bezüglich der Schwenkachse der Dichtung als auch der Ansteuerung zum Öffnen und Schließen ausgebildet. Der Verschluss 113 in dem Andockstutzen 111 der Entleerungsstation 51 ist in einer Ausgangsposition geschlossen. Vor dem Verbinden der Anschlussvorrichtung 48 mit der Anschlussstelle 50 der Entleerungsstation 51 ist der Verschluss 81 der Anschlussvorrichtung 48 geschlossen.
Der Andockstutzen 111 der Entleerungsstation 51 ist durch eine Führung 116 auf- und abbewegbar. In einer Ausgangsposition des Andockstutzens 111 ist dieser in einer oberen Position angeordnet und vorzugsweise eine Gehäuseabdeckung 118 geschlossen. In Vorbereitung auf einen Entleerungsprozess wird die Gehäuseabdeckung 118, sofern diese vorhanden ist, geöffnet. Anschließend wird die Anschlussvorrichtung 48 zur Anschlussstelle 50 der Entleerungsstation 51 positioniert. Dies kann auch durch die Weitertaktung der in dem Magazin 120 angeordneten Anschlussvorrichtung 48 erfolgen. Darauffolgend wird bevorzugt der Andockstutzen 111 auf den Anschlussstutzen 88 zugeführt und miteinander verbunden.
Dadurch wird eine geschlossene Schleuse 115 gebildet sowie der Verschluss 113 in dem Andockstutzen 111. Der Andockstutzen 111 der Entleerungsstation 51 ist im Durchmesser kleiner als der Anschlussstutzen 88 ausgebildet, sodass dieser Andockstutzen 111 in den Anschlussstutzen 88 eingreift. Vorteilhafterweise sind am Außenumfang des Andockstutzens 111 in Analogie zum Anschlussstutzen 88 als Dichtung 92 ein Pulverabstreifer und als Dichtung 93 eine Gasdichtung vorgesehen.
Zum Befüllen des Kartuschenbehälters 49 wird zuerst der Verschluss 81 der Anschlussvorrichtung 48 und darauffolgend der Verschluss 113 des Andockstutzens 111 geöffnet. Zum Öffnen des Verschlusses 81 wird der Motor 124 angesteuert. Beispielsweise kann eine Verfahrbewegung des Motors 124 in Richtung auf die Schwenkachse 83 erfolgen, so dass eine Antriebswelle mit einer Kupplung am Motor 124 an dem Mitnehmer 85 angreift. Alternativ kann die Verbindung wie bei der Zuführstation 52 zu 5 beschrieben erfolgen. Die Öffnungs- und Schließbewegung des Verschlusses 113 im Andockstutzen 111 wird über den Motor 121 angesteuert, der beispielsweise über eine Kupplung 122 mit dem Mitnehmer 85 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Motor 121 zusammen mit dem Andockstutzen 111 auf- und abbewegbar ist. Nach dem Öffnen der Verschlüsse 81, 113 wird eine vorbestimmte Menge an prozessiertem oder gereinigtem Aufbaumaterial 14 durch die Dosiervorrichtung 43 ausgegeben. In Fließrichtung des Aufbaumaterials 14 gesehen kann durch die Anordnung des Andockstutzens 111 innerhalb des Anschlussstutzens 88 wiederum eine hinterschneidungsfreie Anordnung gebildet sein, sodass ein Ansammeln von Aufbaumaterial 14 in Toträumen vermieden ist.
Nach dem Befüllen des Kartuschenbehälters 49 mit prozessiertem oder gereinigtem Aufbaumaterial 14 wird bevorzugt zunächst der Verschluss 113 in dem Andockstutzen 111 der Entleerungsstation 51 und darauffolgend der Verschluss 81 in der Anschlussvorrichtung 48 geschlossen. Diese Reihenfolge kann auch vertauscht sein. Danach wird die Anschlussvorrichtung 48 von der Anschlussstelle 50 entnommen und die Gehäuseabdeckung 95 wieder geschlossen. Alternativ kann die Anschlussvorrichtung 48 mit dem befüllten Kartuschenbehälter 49 durch das Magazin 120 in die Be-/Entladeposition 128 übergeführt werden. Bevorzugt kann der Andockstutzen 111 in der Entleerungsstation 51 nach oben gefahren werden, sodass diese Anschlussstelle 50 jedenfalls mit einer Gehäuseabdeckung 51 verschließbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019130951 A1 [0002]

Claims

Anschlussstelle für eine Zuführstation (52) und/oder eine Entleerungsstation (51) für pulverförmiges Aufbaumaterial (14) einer Aufbaustation (16), Auspackstation (18) und/oder Siebstation (66), die zu einer Anlage (10) zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen (12) durch schichtweises Verfestigen mittels eines auf das pulverförmige Aufbaumaterial (14) einwirkenden Strahls (22) kombinierbar sind, - mit einem Andockstutzen (101, 111), der eine freie Anschlussseite (78) aufweist, - mit einem Verschluss (113), der einen Durchgang (114) in dem Andockstutzen (101, 113) öffnet und schließt, - mit einem Anschlussstutzen (88) einer Anschlussvorrichtung (48), der mit dem Andockstutzen (101, 113) verbindbar ist und dem Anschlussstutzen (88) gegenüberliegend einen Kartuschenbehälter (49) aufnimmt, - mit einem an dem Anschlussstutzen (88) vorgesehenen Verschluss (81), der einen Durchgang (77) des Anschlussstutzens (88) öffnet und schließt, - wobei durch den Verschluss (81) in dem Anschlussstutzen (88) und durch den Verschluss (103, 113) in den Andockstutzen (101, 111) nach dem Verbinden des Anschlussstutzens (88) mit den Andockstutzen (101, 111) eine Schleuse (115) für das pulverförmige Aufbaumaterial (14) in der Zuführstation (52) zum Zuführen und in der Entleerungsstation (51) zum Abführen von pulverförmigem Aufbaumaterial (14) gebildet ist.
Anschlussstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (103, 113) des Andockstutzens (101, 113) sowie der Verschluss (81) des Anschlussstutzens (88) der Anschlussvorrichtung (48) in einer Ausgangsposition geschlossen sind.
Anschlussstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (81, 103, 113) als eine im Durchgang (77, 114) angeordnete Verschlussklappe (82) ausgebildet ist.
Anschlussstelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (82) um eine Schwenkachse (83) im Gehäuse (75) drehbar gelagert ist, und vorzugsweise die Schwenkachse (83) senkrecht zur Längsachse (84) des Durchgangs (77) ausgerichtet ist.
Anschlussstelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (81) eine sich außerhalb des Gehäuses (75) erstreckende Schwenkachse (83) mit einem Mitnehmer (85) aufweist, der vorzugsweise mit einem Antrieb verbindbar ist.
Anschlussstelle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (83) der Verschlussklappe (82) in dem Gehäuse (75) gelagert und zum Durchgang (77) weisend mit zumindest einer Dichtung (86) abgedichtet ist.
Anschlussstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein stirnseitiges Ende des Anschlussstutzens (88) eine innenliegende Einführschräge (89) aufweist, die in den Durchgang (77) in dem Anschlussstutzen (88) übergeht.
Anschlussstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (88) von einem freien, vorzugsweise U-förmigen, Ringraum (91) umgeben ist, der zur Anschlussstelle (78) des Gehäuses (75) offen ausgebildet ist.
Anschlussstelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Anschlussstutzens (88) und in den freien Ringraum (91) weisend zumindest eine den Anschlussstutzen (88) umgebende Dichtung (92, 93) vorgesehen ist.
Anschlussstelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei zueinander beabstandete und voneinander abweichende Dichtungen (92, 93) am Anschlussstutzen (88) vorgesehen sind, und vorzugsweise die nahe der Stirnseite des Anschlussstutzens (88) vorgesehene Dichtung (92) als Pulverabstreifer und die dahinterliegende Dichtung (93) als Gasdichtung ausgebildet ist.
Anschlussstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Andockstutzen (103) in der Zuführstation (52) im Umfang größer als der Anschlussstutzen (88) der Anschlussvorrichtung (48) ausgebildet ist, sodass der Anschlussstutzen (88) in einer Anschlussposition an der Zuführstation in den Andockstutzen (103) eingreift.
Anschlussstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Andockstutzen (113) in der Entleerungsstation (51) im Umfang kleiner als der Anschlussstutzen (88) der Anschlussvorrichtung (48) ausgebildet ist, sodass der Anschlussstutzen (88) in einer Anschlussposition zur Entleerungsstation (51) den Andockstutzen (111) außen umgreift.
Anschlussstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Positionieren der Anschlussvorrichtung (48) an der Zuführstation (52) gebildete Schleuse (115) in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zum Öffnen ansteuerbar ist, wobei der Verschluss (103) im Andockstutzen (101) der Zuführstation (52) vor dem Verschluss (81) im Anschlussstutzen (88) der Anschlussvorrichtung (48) öffnet.
Anschlussstelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entleeren des Kartuschenbehälters (49) über die Zuführstation (52) die Schleuse (115) in umgekehrter Reihenfolge zum Öffnen schließt.
Anschlussstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Positionieren der Anschlussvorrichtung (48) an der Entleerungsstation (51) gebildete Schleuse (115) in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zum Öffnen ansteuerbar ist, wobei der Verschluss (81) in dem Anschlussstutzen (88) der Anschlussvorrichtung (48) vor dem Verschluss (113) des Andockstutzens (111) der Entleerungsstation (51) öffnet.
Anschlussstelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Befüllen des Kartuschenbehälters (49) über die Entleerungsstation (51) die Schleuse (115) in umgekehrter Reihenfolge zum Öffnen schließt.
Anlage, insbesondere zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (12) durch schichtweises Verfestigen mittels eines auf einem pulverförmigen Aufbaumaterial (14) einwirkenden Strahles (22), welche zumindest besteht aus: - einer Aufbaustation (16), welche eine Prozesskammer (24) umfasst, in welcher das Bauteil (12) auf einer Substratplatte (34) in einem Baumodul (33) schichtweise durch selektives Verfestigen des Aufbaumaterials (14) herstellbar ist und mit einer in einem Pulverkreislauf der Aufbaustation (16) vor der Prozesskammer (24) angeordneten Zuführstation (52) zum Zuführen von frischem oder gereinigten Aufbaumaterial (14) und mit einer nach der Prozesskammer (24) angeordneten Entleerungsstation (51) zum Abführen von prozessiertem Aufbaumaterial (14) und/oder - mit einer Auspackstation (18), welche eine Auspackkammer (61) umfasst, in welcher das Bauteil (12) aus dem Baumodul (33) entnehmbar ist und mit einer in einem Pulverkreislauf der Auspackstation (18) nach der Auspackkammer (61) angeordneten Entleerungsstation (51) zum Abführen von prozessiertem Aufbaumaterial (14), und/oder - mit einer Siebstation (66), welche eine Siebeinrichtung (67) zum Trennen von Überkorn und/oder Verunreinigungen aus prozessiertem Aufbaumaterial (14) umfasst, und mit einer in einem Pulverkreislauf der Siebstation (66) vor der Siebeinrichtung (67) angeordneten Zuführstation (52) zum Zuführen von prozessiertem Aufbaumaterial (14) und einer nach der Siebeinrichtung (67) angeordneten Entleerungsstation (51) zum Abführen von gereinigtem Aufbaumaterial (14), dadurch gekennzeichnet, - dass die Zuführstation (52) und/oder Entleerungsstation (51) jeweils eine Anschlussstelle (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.