DE102021133095A1 - Abstreifeinrichtung für eine additive Fertigungsvorrichtung und additive Fertigungsvorrichtung - Google Patents

Abstreifeinrichtung für eine additive Fertigungsvorrichtung und additive Fertigungsvorrichtung Download PDF

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Tobias Wäschle
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abstreifeinrichtung für eine additive Fertigungsvorrichtung, bei der ein zu fertigendes Objekt aus schichtweise aufgetragenem und ausgehärtetem Material aufgebaut wird, umfassend mindestens ein Abstreifelement, das längs einer ersten Erstreckungsrichtung und einer zweiten Erstreckungsrichtung, die quer und insbesondere senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung ausgerichtet ist, erstreckt ist, und das eine freie Kante umfasst oder bildet und in einer Abstreifrichtung, die quer und insbesondere senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung und zur zweiten Erstreckungsrichtung ausgerichtet ist, zum Abstreifen unausgehärteten Materials bewegbar ist. Um eine derartige Abstreifeinrichtung bereitzustellen, die eine vielseitigere Fertigung von Objekten ermöglicht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Abstreifelement zwei oder mehr längs der ersten Erstreckungsrichtung seitlich nebeneinander angeordnete Segmente umfasst, wobei zumindest zwei oder mehr Segmente längs der zweiten Erstreckungsrichtung relativ zueinander beweglich ausgebildet sind, so dass die freie Kante stufenweise gebildet ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine additive Fertigungsvorrichtung mit einer Abstreifeinrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstreifeinrichtung für eine additive Fertigungsvorrichtung, wobei bei der Fertigungsvorrichtung ein zu fertigendes Objekt aus schichtweise aufgetragenem und ausgehärtetem Material aufgebaut wird, umfassend mindestens ein Abstreifelement, das längs einer ersten Erstreckungsrichtung und einer zweiten Erstreckungsrichtung, die quer und insbesondere senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung ausgerichtet ist, erstreckt ist, und das eine freie Kante umfasst oder bildet und in einer Abstreifrichtung, die quer und insbesondere senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung und zur zweiten Erstreckungsrichtung ausgerichtet ist, zum Abstreifen unausgehärteten Materials bewegbar ist.
  • Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine additive Fertigungsvorrichtung mit mindestens einer Abstreifeinrichtung.
  • Bei einer derartigen Fertigungsvorrichtung ist beispielsweise ein Grundkörper vorgesehen, auf den das Material, insbesondere Pulver, aufgebracht wird. Eine Aushärteinrichtung kann vorgesehen sein, um das Material zum sukzessiven schichtweisen Aufbau des Objektes, beispielsweise abhängig von einer vorgegebenen Geometrie, auszuhärten. Beispielsweise über eine Antriebseinheit wird die Abstreifeinrichtung in der Abstreifrichtung bewegt, um überschüssiges, unausgehärtetes Material abzustreifen. Das Material wird beispielsweise aus einem Vorratsbehälter zugeführt und kann in Richtung eines Auffangbehälters abgestreift werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abstreifeinrichtung der eingangs genannten Art und eine Fertigungsvorrichtung mit einer Abstreifeinrichtung bereitzustellen, die eine vielseitigere Fertigung von Objekten ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Abstreifeinrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Abstreifelement zwei oder mehr längs der ersten Erstreckungsrichtung seitlich nebeneinander angeordnete Segmente umfasst, wobei zumindest zwei oder mehr Segmente längs der zweiten Erstreckungsrichtung relativ zueinander beweglich ausgebildet sind, so dass die freie Kante stufenweise gebildet ist.
  • Das mindestens eine Abstreifelement der erfindungsgemäßen Abstreifeinrichtung weist zwei oder mehr Segmente auf. Die Segmente sind, bezogen auf die erste Erstreckungsrichtung, seitlich nebeneinander angeordnet. Zwei oder mehr Segmente (der zwei oder mehr Segmente) sind relativ zueinander beweglich ausgebildet, längs der zweiten Erstreckungsrichtung. Dadurch können die Segmente entlang der zweiten Erstreckungsrichtung unterschiedliche Relativpositionen einnehmen. Infolgedessen kann die freie Kante stufenweise ausgebildet werden, wobei freie Enden der Segmente relativ zueinander einen Abstand längs der zweiten Erstreckungsrichtung aufweisen können. Durch die stufenweise Kante besteht beispielsweise die Möglichkeit, mit der erfindungsgemäßen Abstreifeinrichtung Objekte an oder seitlich neben bestehenden Objekten zu fertigen. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein entsprechendes Segment im Bereich des bestehenden Objektes so relativ zum mindestens einen weiteren Segment bewegt werden, dass das bestehende Objekt beim Bewegen des Abstreifelementes in der Abstreifrichtung passiert wird. Im Bereich des zu fertigenden Objektes kann das Material aufgebracht und aufgebaut werden. Dem Abstreifelement sind somit auch Bereiche zugänglich, die von einer herkömmlichen Abstreifeinrichtung nicht erreicht werden können. Insbesondere erlaubt es die Erfindung, Objekte mit bestehenden Objekten in einem additiven Fertigungsverfahren zu verbinden, gewissermaßen an ein bestehendes Objekt „anzubauen“.
  • Vorzugsweise sind die Segmente in eine derartige Relativposition bringbar, dass die freie Kante längs der ersten Erstreckungsrichtung geradlinig erstreckt ist.
  • Die zwei oder mehr Segmente können beispielsweise an einer Fixiereinheit der Abstreifeinrichtung gehalten sein, insbesondere beweglich. Hierauf wird nachfolgend noch eingegangen.
  • Das Abstreifelement kann beispielsweise als Abziehelement oder Beschichterklinge bezeichnet werden. Dies setzt nicht voraus, dass die freie Kante eine scharfe Ausgestaltung aufweist.
  • Die Segmente sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet oder definieren eine gemeinsame Ebene, die längs der ersten oder zweiten Erstreckungsrichtung erstreckt ist.
  • Günstigerweise sind zwei oder mehr Segmente beweglich ausgebildet, wobei diese vorzugsweise unabhängig voneinander beweglich ausgebildet sind. Dies erlaubt einen noch vielseitigeren Einsatz der Abstreifeinrichtung.
  • Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eines der zwei oder mehr Segmente unbeweglich ausgestaltet ist. Beispielsweise ist mindestens ein Segment unbeweglich an der vorstehend genannten Fixiereinheit gehalten, wohingegen mindestens ein weiteres Segment an dieser beweglich gehalten ist.
  • Als günstig kann es sich erweisen, wenn zwei in der zweiten Erstreckungsrichtung relativ zueinander beweglich ausgebildete Segmente in der ersten Erstreckungsrichtung unmittelbar seitlich nebeneinander angeordnet sind.
  • Das Abstreifelement kann bei einer bevorzugten Ausführungsform zwei oder mehr Segmente umfassen, die in der ersten Erstreckungsrichtung unmittelbar seitlich nebeneinander angeordnet und jeweils beweglich ausgebildet sind.
  • Vorgesehen sein kann, dass das Abstreifelement entlang der gesamten Erstreckung längs der ersten Erstreckungsrichtung seitlich nebeneinander angeordnete und längs der zweiten Erstreckungsrichtung beweglich ausgebildete Segmente umfasst. Dies erlaubt einen besonders vielfältigen Einsatz der Abstreifeinrichtung im Hinblick auf eine Fertigung selbst komplex geformter Strukturen.
  • Zwei oder mehr Segmente können vorzugsweise identisch ausgestaltet sein, wodurch eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Abstreifeinrichtung erzielt werden kann.
  • Eine Breite der Segmente längs der ersten Erstreckungsrichtung kann beispielsweise ungefähr im Bereich von 1 mm bis 1 cm und darüber betragen.
  • Zwei oder mehr Segmente können längs der ersten Erstreckungsrichtung vorzugsweise eine identische Breite aufweisen.
  • Alternativ oder ergänzend können zwei oder mehr Segmente längs der zweiten Erstreckungsrichtung vorzugsweise eine identische Länge aufweisen.
  • Günstig kann es sein, wenn zwei oder mehr Segmente längs der ersten Erstreckungsrichtung fügespaltlos oder im Wesentlichen fügespaltlos aneinandergrenzen. Dadurch können beispielsweise Stege an dem gefertigten Objekt vermieden werden, die anderenfalls bei im Abstand zueinander angeordneten Segmenten auftreten könnten.
  • Die Fixiereinheit wurde bereits vorstehend angesprochen.
  • Günstigerweise umfasst die Abstreifeinrichtung eine Fixiereinheit, an der die Segmente fixiert oder fixierbar sind. Insbesondere sind bewegliche Segmente über die Fixiereinheit feststellbar fixierbar. Bewegliche Segmente können in der gewünschten Relativstellung an der Fixiereinheit fixiert und dadurch eine gewünschte, vorgegebene Struktur der freien Kante gebildet werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Abstreifeinrichtung eine Antriebseinheit zum Bewegen mindestens eines beweglich ausgebildeten Segmentes. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwei oder mehr beweglich ausgebildete Segmente unabhängig voneinander über die Antriebseinheit bewegbar sind.
  • Von Vorteil ist es, wenn eine Steuereinheit zum Ansteuern der Fixiereinheit und/oder der Antriebseinheit vorgesehen ist. Die Ansteuerung kann beispielsweise abhängig von einer vorgegebenen Geometrie des zu fertigenden Objektes erfolgen und/oder abhängig von einer Schichthöhe des aufgebrachten Materials. Eine vorgegebene Geometrie kann zum Beispiel in einer Speichereinheit gespeichert sein, die mit der Steuereinheit gekoppelt ist oder von dieser umfasst ist. Abhängig von der Vorgabe kann vorzugsweise eine Bewegung der Segmente relativ zueinander erfolgen. Hierbei kann beispielsweise auch berücksichtigt werden, dass ein bereits vorhandenes Objekt im Bewegungsbereich der Abstreifeinrichtung angeordnet ist, das beim Fertigen des zu fertigenden Objektes passiert werden muss. Etwaige Segmente können zum Beispiel so bewegt werden, dass sie bei der Bewegung der Abstreifeinrichtung am bestehenden Objekt vorbeibewegt werden.
  • Bewegliche Segmente sind beispielsweise an der Fixiereinheit verschieblich gelagert.
  • Günstig kann es sein, wenn die Abstreifeinrichtung eine in der ersten Erstreckungsrichtung erstreckte Ausbringöffnung für das Material umfasst, die in der Abstreifrichtung dem mindestens einen Abstreifelement vorgelagert angeordnet ist. Durch die Ausbringöffnung hindurch kann das Material, das zum Beispiel in einem Vorratsbehälter bevorratet ist, ausgebracht werden. In der Bewegung der Abstreifeinrichtung wird Material mit dem Abstreifelement abgestreift und verbleibendes Material vorzugsweise mittels einer Aushärteinrichtung ausgehärtet.
  • Vorgesehen sein können vorzugsweise zwei in der Abstreifrichtung voneinander beabstandete Abstreifelemente, zwischen denen die Ausbringöffnung angeordnet ist. Dies bietet vorzugsweise die Möglichkeit, die Abstreifeinrichtung in zwei einander entgegengesetzten Orientierungen längs der Abstreifrichtung einzusetzen.
  • Wie bereits erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Fertigungsvorrichtung. Eine erfindungsgemäße, die eingangs genannte Aufgabe lösende additive Fertigungsvorrichtung umfasst:
    • - eine Steuereinheit;
    • - einen Vorratsbehälter zum Bevorraten von schichtweise aufzubringendem Material;
    • - einen Grundkörper, auf den das Material im Hinblick auf eine Ausbildung des Objektes aufbringbar ist;
    • - eine Abstreifeinrichtung der vorstehend beschriebenen Art;
    • - eine Antriebseinheit zum Bewegen der Abstreifeinrichtung längs der Abstreifrichtung; und
    • - eine Aushärteinrichtung zum Aushärten des Materials.
  • Die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abstreifeinrichtung erwähnt wurden, können bei der erfindungsgemäßen Fertigungsvorrichtung ebenfalls erzielt werden. Diesbezüglich kann auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fertigungsvorrichtung ergeben sich durch vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abstreifeinrichtung. Zur Vermeidung wird auf voranstehende Ausführungen verwiesen.
  • Die Steuereinheit kann beispielsweise die vorstehend genannte Steuereinheit der Abstreifeinrichtung sein. Alternativ umfasst die Abstreifeinrichtung selbst keine Steuereinheit, ist aber von der Steuereinheit der Fertigungsvorrichtung ansteuerbar. Auch verteilte Steuereinheiten können vorgesehen sein.
  • Die Aushärteinrichtung ist zum Beispiel optisch ausgestaltet, wobei das Material, insbesondere Pulver, mittels Licht ausgehärtet wird. Das Licht kann Laserlicht sein. Denkbar ist eine Aushärtung mittels UV-Licht, beispielsweise bei Flüssigkeiten wie z.B. UV-reaktivem Epoxidharz oder Acrylharz in flüssiger und/oder pastöser Form.
  • Die Abstreifeinrichtung und/oder die Fertigungsvorrichtung kann optional mindestens ein Stützelement aufweisen, welches beispielsweise mittels der Abstreifeinrichtung in der Abstreifrichtung beweglich ist. Das Stützelement kann zum Beispiel eine unerwünschte Bewegung von aufgebrachtem Material vermeiden, beispielsweise Pulverfließen.
  • Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fertigungsvorrichtung, umfassend eine erfindungsgemäße Abstreifeinrichtung in bevorzugter Ausführungsform;
    • 2: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Abstreifvorrichtung; und
    • 3: eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Abstreifvorrichtung.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegte vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen additiven Fertigungsvorrichtung. Mit der Fertigungsvorrichtung 10 kann ein zu fertigendes Objekt 12, das in 1 schematisch dargestellt ist, aus schichtweise aufgetragenem und anschließend ausgehärteten Material 14 gefertigt werden. Das Bezugszeichen 16 symbolisiert die einzelnen Schichten des Objekts 12.
  • Die Fertigungsvorrichtung 10 umfasst im vorliegenden Beispiel einen Grundkörper 18 auf den das Material 14 im Hinblick auf die Ausbildung des Objektes 12 aufbringbar ist. Der Grundkörper 18 kann zum Beispiel Bestandteil eines Gestells 20 sein. Eine Verstelleinheit 22 zur Verstellung des Grundkörpers 18 am Gestell 20 in zumindest einer Raumrichtung kann vorgesehen sein.
  • Das Material 14 ist in einem Vorratsbehälter 24 bevorratet. Vorliegend ist das Material 14 ein Pulver.
  • Das Material 14 wird mittels einer Abstreifeinrichtung 26 aufgebracht, bei der es sich vorliegend um eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abstreifeinrichtung handelt. Die Abstreifeinrichtung 26 kann mittels einer Antriebseinheit 28 längs einer Abstreifrichtung 30 bewegt werden. Hierbei ist eine Bewegung in beiderlei Orientierungen 32 und 34 möglich, die einander entgegengesetzt sind.
  • Zur Steuerung und/oder Regelung umfasst die Fertigungsvorrichtung 10 eine Steuereinheit 36. Die Steuereinheit 36 steht mit einer Speichereinheit 38 in Wirkverbindung, um auf deren Inhalt zuzugreifen. Die Speichereinheit 38 kann von der Steuereinheit 36 umfasst oder in diese integriert sein.
  • In der Speichereinheit 38 ist insbesondere die Geometrie eines zu fertigenden Objektes 12 gespeichert. Hiervon abhängig kann die Steuereinheit 36 beispielsweise die Verstelleinheit 22, die Abstreifeinrichtung 36, die Antriebseinheit 28 und/oder eine Aushärteinheit 40 ansteuern.
  • Die Aushärteinheit 40 ist im vorliegenden Fall optisch ausgestaltet und umfasst bevorzugt eine Lichtquelle 42, insbesondere eine Laserlichtquelle. Räumlich selektiv kann aufgebrachtes Material 14 mittels Licht ausgehärtet und dadurch die einzelnen Schichten 16 des Objektes 12 verfestigt werden.
  • Zum Abstreifen aufgebrachten Materials 14 umfasst die Abstreifeinrichtung 26 mindestens ein Abstreifelement 44. Vorliegend sind zwei Abstreifelemente 44 vorgesehen, die hinsichtlich Aufbau und Funktion identisch ausgestaltet sind. Nachfolgend wird deswegen lediglich auf ein Abstreifelement 44 eingegangen.
  • Weiter umfasst die Abstreifeinrichtung 26 einem jeweiligen Abstreifelement 44 zugeordnet eine Fixiereinheit 46, wobei diese ebenfalls identisch ausgestaltet sind. Darüber hinaus ist vorzugsweise jedem Abstreifelement 44 eine Antriebseinheit 48 zugeordnet.
  • Die Fixiereinheit 46 und die Antriebseinheit 48 sind von der Steuereinheit 36 ansteuerbar. Vorgesehen sein kann, dass die Abstreifeinrichtung 26 eine eigenständige Steuereinheit umfasst oder dass eine Steuereinheit der Abstreifeinrichtung 26 die Fertigungsvorrichtung 10 insgesamt steuert und/oder regelt.
  • Die Abstreifelemente 44, vorliegend ebenso die Fixiereinheiten 46, sind längs der Abstreifrichtung 30 voneinander beabstandet. Zwischen den Abstreifelementen 44 und den Fixiereinheiten 46 ist vorliegend eine Ausbringöffnung 50 angeordnet, die zum Beispiel von einer trichterförmigen Zufuhr 52 gebildet ist.
  • Das Material 14 kann aus dem Vorratsbehälter 24 in die Zufuhr 52 überführt und von dieser über die Ausbringöffnung 50 ausgebracht werden. Die zwei vorgesehenen Abstreifelemente 44 erlauben eine Fertigung des Objektes 12 bei einer Bewegung längs der Abstreifeinrichtung 26 in der Orientierung 32 und in der entgegengesetzten Orientierung 34.
  • Nachfolgend wird unter Verweis insbesondere auf die 2 und 3 auf die Ausgestaltung und Funktionsweise der Abstreifelemente 44 eingegangen.
  • Das Abstreifelement 44 ist in einer ersten Erstreckungsrichtung 54 ausgerichtet sowie in einer zweiten Erstreckungsrichtung 56, die quer und insbesondere senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung 54 ausgerichtet ist. Die Abstreifrichtung 30 ist quer und insbesondere senkrecht zu den beiden Erstreckungsrichtungen 54, 56 ausgerichtet. Die beiden Orientierungen 32, 34 sind in den 2, 3 senkrecht zur Ebene der Zeichnung ausgerichtet.
  • Die Ausbringöffnung 50 ist längs der Erstreckungsrichtung 54 erstreckt.
  • Das Abstreifelement 44 ist vorliegend derart ausgestaltet, dass es eine Mehrzahl von Segmenten 58 aufweist. Vorzugsweise sind die Segmente 58 identisch ausgestaltet.
  • Die Segmente 58 sind längs der ersten Erstreckungsrichtung 54 seitlich nebeneinander angeordnet. Hierbei grenzen vorzugsweise benachbarte Segmente 58 fügespaltlos oder im Wesentlichen fügespaltlos aneinander an. Eine jeweilige Breite längs der Erstreckungsrichtung 54 und eine jeweilige Länge längs der Erstreckungsrichtung 56 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch.
  • Die Segmente 58 weisen vorzugsweise längs der Abstreifrichtung 30 eine Erstreckung auf, die geringer ist als längs der Erstreckungsrichtungen 54, 56. Beispielsweise definieren die Segmente 58 eine gemeinsame, in den Erstreckungsrichtungen 54, 56 erstreckte Ebene.
  • Segmente 58 sind an der Fixiereinheit 46 fixiert und vorliegend insbesondere feststellbar fixierbar. Dies erlaubt es, ein jeweiliges Segment 58 relativ zur Fixiereinheit 46 zu bewegen. Zu diesem Zweck ist vorliegend die Antriebseinheit 48 vorgesehen.
  • Insbesondere können die Segmente 58 unabhängig voneinander bewegt werden und dadurch in beliebige Relativstellungen zueinander gebracht werden. Beispielsweise wird eines der Segmente 58 mittels der Antriebseinheit 48 bewegt und im Anschluss an die Bewegung mittels der Fixiereinheit 46 in einer andersartigen Relativstellung zu den übrigen Segmenten 58 fixiert.
  • Im vorliegenden Beispiel sind die Segmente 58 längs der zweiten Erstreckungsrichtung 56 bewegbar und insbesondere verschiebbar, wobei sie vorzugsweise an der Fixiereinheit 46 verschieblich gelagert sind.
  • Das Abstreifelement 44 umfasst eine freie Kante 60, die von den freien Enden 62 der Segmente 58 gebildet ist. Vorgesehen sein kann, dass die Segmente 58 eine derartige Relativstellung zueinander einnehmen, dass die freie Kante 60 längs der Erstreckungsrichtung 54 geradlinig erstreckt ist.
  • Durch eine Bewegung zumindest eines der Segmente 58 in der Erstreckungsrichtung 56 wird der Verlauf der freien Kante 60 derart verändert, dass sie stufenweise gebildet ist (2 und 3). Beispielsweise ist die freie Kante 60 längs der Erstreckungsrichtung 54 zumindest abschnittsweise stufenweise gebildet.
  • Die Bewegung der Segmente 58 ist von der Steuereinheit 36 ansteuerbar, insbesondere abhängig von der Geometrie eines zu fertigenden Objektes 12 und/oder eines bestehenden Objektes 12. Dies wird nachfolgend erläutert.
  • 2 zeigt ein am Grundkörper 18 angeordnetes Objekt 12, vorliegend in Gestalt eines Abschnittes einer Femurkomponente. Das Objekt 12 soll vorliegend mittels der Fertigungsvorrichtung 10 weiter aufgebaut werden. Eine gestrichelte Linie 64 in den 2 und 3 kennzeichnet die Sollform des zu fertigenden Objektes, das in 13 teilweise gefertigt ist und dort mit dem Bezugszeichen 66 referenziert ist.
  • Die Erfindung ermöglicht es, über die Segmente 58 bei der Bewegung längs der Abstreifrichtung 30 Bereiche auszusparen, die vom Objekt 12 eingenommen werden. Zu diesem Zweck können die Segmente 58 so in der Erstreckungsrichtung 56 verschoben werden, dass die Abstreifeinrichtung 26 das Objekt 12 passieren kann, beispielsweise bei einer Bewegung in der Orientierung 32 in den 2 und 3 aus der Zeichenebene heraus.
  • Demgegenüber können diejenigen Segmente 58 des Abstreifelementes 44, die im Bereich des zu fertigenden Objektes 66 positioniert sind, zunächst an der Sollposition unverändert zur Fixiereinheit 46 verbleiben, wie im Bereich der gestrichelten Linie 64 in 2 dargestellt ist.
  • Nach und nach kann Material 14 aufgebracht und ausgehärtet werden. Die Segmente 58 im Bereich des Objektes 66 können sukzessive längs der Erstreckungsrichtung 56 mittels der Antriebseinheit 48 verschoben werden, während die einzelnen Schichten 16 aufgebaut werden. Die übrigen Segmente 58 verbleiben vorliegend vorzugsweise an ihrer jeweiligen Position und erlauben es, dass die Abstreifeinrichtung 26 bei jedem Überlauf das Objekt 12 passiert.
  • Über die, abhängig von der Relativposition der Segmente 58 stufenweise ausgebildete freie Kante 60 wird sichergestellt, dass etwaiges überschüssiges Material 14 außerhalb des Bereiches des Objektes 66 bei der Bewegung der Abstreifeinrichtung 26 abgestreift wird und dadurch der Wiederverwertung zugeführt werden kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, Fertigungsprozesse vielseitiger zu gestalten. Durch die mehreren Segmente 58 können Objekte 12, 66 an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich hoch aufgebaut werden, ohne dass hierzu das Abstreifelement 44 insgesamt anzuheben ist. Darüber hinaus kann Material 14 an ansonsten nicht zugänglichen Stellen aufgebracht werden, beispielsweise zum Aufbauen des bestehenden Objektes 12 auf das Objekt 66.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Fertigungsvorrichtung
    12
    Objekt
    14
    Material
    16
    Schicht
    18
    Grundkörper
    20
    Gestell
    22
    Verstelleinheit
    24
    Vorratsbehälter
    26
    Abstreifeinrichtung
    28
    Antriebseinheit
    30
    Abstreifrichtung
    32
    Orientierung
    34
    Orientierung
    36
    Steuereinheit
    38
    Speichereinheit
    40
    Aushärteinheit
    42
    Lichtquelle
    44
    Abstreifelement
    46
    Fixiereinheit
    48
    Antriebseinheit
    50
    Ausbringöffnung
    52
    Zufuhr
    54
    erste Erstreckungsrichtung
    56
    zweite Erstreckungsrichtung
    58
    Segment
    60
    freie Kante
    62
    freies Ende
    64
    gestrichelte Linie
    66
    Objekt

Claims (15)

  1. Abstreifeinrichtung für eine additive Fertigungsvorrichtung (10), bei der ein zu fertigendes Objekt (12, 66) aus schichtweise aufgetragenem und ausgehärtetem Material (14) aufgebaut wird, umfassend mindestens ein Abstreifelement (44), das längs einer ersten Erstreckungsrichtung (54) und einer zweiten Erstreckungsrichtung (56), die quer und insbesondere senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung (54) ausgerichtet ist, erstreckt ist, und das eine freie Kante (60) umfasst oder bildet und in einer Abstreifrichtung (30), die quer und insbesondere senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung (54) und zur zweiten Erstreckungsrichtung (56) ausgerichtet ist, zum Abstreifen unausgehärteten Materials (14) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifelement (44) zwei oder mehr längs der ersten Erstreckungsrichtung (54) seitlich nebeneinander angeordnete Segmente (58) umfasst, wobei zumindest zwei oder mehr Segmente (58) längs der zweiten Erstreckungsrichtung (56) relativ zueinander beweglich ausgebildet sind, so dass die freie Kante (60) stufenweise gebildet ist.
  2. Abstreifeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Segmente (58) beweglich ausgebildet sind und insbesondere unabhängig voneinander beweglich sind.
  3. Abstreifeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der zwei oder mehr Segmente (58) unbeweglich ausgestaltet ist.
  4. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in der zweiten Erstreckungsrichtung (56) relativ zueinander beweglich ausgebildete Segmente (58) in der ersten Erstreckungsrichtung (54) unmittelbar seitlich nebeneinander angeordnet sind.
  5. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifelement (44) zwei oder mehr Segmente (58) umfasst, die in der ersten Erstreckungsrichtung (54) unmittelbar seitlich nebeneinander angeordnet und jeweils beweglich ausgebildet sind.
  6. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifelement (44) entlang der gesamten Erstreckung längs der ersten Erstreckungsrichtung (54) seitlich nebeneinander angeordnete und längs der zweiten Erstreckungsrichtung (56) beweglich ausgebildete Segmente (58) umfasst.
  7. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Segmente (58) identisch ausgestaltet sind.
  8. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Segmente (58) längs der ersten Erstreckungsrichtung (54) eine identische Breite aufweisen und/oder dass zwei oder mehr Segmente (58) längs der zweiten Erstreckungsrichtung (56) eine identische Länge aufweisen.
  9. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Segmente (58) längs der ersten Erstreckungsrichtung (54) fügespaltlos oder im Wesentlichen fügespaltlos aneinandergrenzen.
  10. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fixiereinheit (46), an der die Segmente (58) fixiert oder fixierbar sind, insbesondere dass bewegliche Segmente (58) über die Fixiereinheit (46) feststellbar fixierbar sind.
  11. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Antriebseinheit (48) zum Bewegen mindestens eines beweglich ausgebildeten Segmentes (58).
  12. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (36) zum Ansteuern der Fixiereinheit (46) und/oder der Antriebseinheit (48) vorgesehen ist, insbesondere abhängig von einer vorgegebenen Geometrie des zu fertigenden Objektes und/oder Schichthöhe des aufgebrachten Materials (14).
  13. Abstreifeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifeinrichtung (26) eine in der ersten Erstreckungsrichtung (54) erstreckte Ausbringöffnung (50) für das Material (14) umfasst, die in der Abstreifrichtung (30) dem mindestens einen Abstreifelement (44) vorgelagert angeordnet ist.
  14. Abstreifeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifeinrichtung (26) zwei in der Abstreifrichtung (30) voneinander beabstandete Abstreifelemente (44) umfasst, zwischen denen die Ausbringöffnung (50) angeordnet ist.
  15. Additive Fertigungsvorrichtung, umfassend - eine Steuereinheit (36); - einen Vorratsbehälter (24) zum Bevorraten von schichtweise aufzubringendem Material (14); - einen Grundkörper (18), auf den das Material (14) im Hinblick auf eine Ausbildung des Objektes (12, 66) aufbringbar ist; - eine Abstreifeinrichtung (26) nach einem der voranstehenden Ansprüche; - eine Antriebseinheit (28) zum Bewegen der Abstreifeinrichtung (26) längs der Abstreifrichtung (30); und - eine Aushärteinrichtung (40) zum Aushärten des Materials (14).
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