DE102022100593A1

DE102022100593A1 - Pulverentfernungssysteme und -anordnungen zur additiven fertigung

Info

Publication number: DE102022100593A1
Application number: DE102022100593.3A
Authority: DE
Inventors: Stefaan Van Nieuwenhove; Sultan SHAIR; Thomas Kluge; Alexander Hofmann; Rene Hertha; Alex W. Ariapad; Hojjat Nasr; Johannes Hornof; Nikolaus Mroncz
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2022-07-21
Also published as: US20240293970A1; US11981081B2; US20220227053A1

Abstract

Eine Pulverentfernungsanordnung weist ein Baumodul, welches Modulseitenwände und eine bewegbare Bauplatte aufweist, welche mit den Modulseitenwänden verschiebbar gekoppelt ist, und ein Extraktionsgehäuse auf, welches mit den Modulseitenwänden des Baumoduls abnehmbar in Wirkverbindung steht und eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse definiert. Das Extraktionsgehäuse weist eine oder mehrere Seitenwände, die einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle aufweisen, welche sich durch die eine oder mehreren Seitenwände erstrecken, und eine Oberwand auf, welche mit der einen oder den mehreren Seitenwänden gekoppelt ist, wobei sich der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle von einer Position nahe einer Basis der einen oder mehreren Seitenwände zu der Oberwand erstrecken.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Pulverentfernungssysteme und -anordnungen und insbesondere Pulverentfernungssysteme und -anordnungen für additive Fertigungsverfahren unter Verwendung eines Pulverbetts.
HINTERGRUND
Verschiedene additive Fertigungsverfahren, einschließlich selektiven Laserschmelzens (SLS), direkten Metall-Laserschmelzens (DMLM) und additiver Fertigung mit Binder-Jet, umfassen selektive Verschmelzung von Pulver in einem Pulverbett, um ein dreidimensionales (3D-)Objekt zu fertigen. Bei Vollendung eines Baus ist das Objekt jedoch von losem Pulver umgeben, was es für einen Techniker erforderlich machen kann, das lose Pulver unter Verwendung seiner Hände und/oder eines manuell positionierten Vakuums manuell zu entfernen. Dieser Prozess kann zeitaufwendig, arbeitsintensiv, ergonomisch herausfordernd sein, was zu der Gefahr einer Pulververunreinigung und potenziellen Produktionsineffizienzen führt.
Dementsprechend besteht ein Bedarf nach alternativen Systemen und Anordnungen zum Entfernen von Pulver aus einem Pulverbett.
KURZDARSTELLUNG
In einem ersten Aspekt A1 weist eine Pulverentfernungsanordnung ein Baumodul, welches Modulseitenwände und eine bewegbare Bauplatte aufweist, welche mit den Modulseitenwänden verschiebbar gekoppelt ist, und ein Extraktionsgehäuse auf, welches mit den Modulseitenwänden des Baumoduls abnehmbar in Wirkverbindung steht und eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse definiert. Das Extraktionsgehäuse weist eine oder mehrere Seitenwände, welche einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle aufweisen, welche sich durch die eine oder mehreren Seitenwände erstrecken, und eine Oberwand auf, welche mit der einen oder den mehreren Seitenwänden gekoppelt ist, wobei sich der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle von einer Position nahe einer Basis der einen oder mehreren Seitenwände zu der Oberwand erstrecken.
In einem zweiten Aspekt A2 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt A1, ferner aufweisend eine Vakuumpumpe, welche mit einem innerhalb der Oberwand ausgebildeten Vakuumanschluss fluidmäßig gekoppelt ist.
In einem dritten Aspekt A3 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei die eine oder mehreren Seitenwände einen oder mehrere Fluideinlässe zur Kanalisierung von Fluid aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen in die Turbulenzkammer definieren.
In einem vierten Aspekt A4 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei das Extraktionsgehäuse eine Vielzahl von Rohren aufweist, welche mit der Oberwand gekoppelt sind und in einer in die und aus der Turbulenzkammer verlaufenden Richtung ausziehbar sind.
In einem fünften Aspekt A5 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl von Rohren eingerichtet sind, um einen oder mehrere Fluidströme in die Turbulenzkammer zu befördern.
In einem sechsten Aspekt A6 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei die Oberwand eine Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen aufweist, welche einen Vakuumauslassverteiler definieren, und der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle mit mindestens einem der Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen fluidmäßig gekoppelt sind.
In einem siebten Aspekt A7 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei sich jedes der Vielzahl von Rohren an einer Position zwischen der Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen durch die Oberwand erstreckt.
In einem achten Aspekt A8 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei die Vielzahl von Rohren Teleskoprohre sind.
In einem neunten Aspekt A9 weist eine Pulverentfernungsanordnung auf ein Extraktionsgehäuse, welches eingerichtet ist, um auf einem Baumodul oder innerhalb davon angeordnet zu sein, um eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse zu definieren und einen oder mehrere Fluidströmungskanäle zur Entfernung eines oder mehrerer Fluidströme innerhalb der Turbulenzkammer zu definieren, wobei das Extraktionsgehäuse eine Oberwand aufweist, und eine Vielzahl von Rohren, welche mit der Oberwand so verschiebbar gekoppelt sind, dass sie in einer in die und aus der Turbulenzkammer verlaufenden Richtung verschiebbar sind.
In einem zehnten Aspekt A10 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl von Rohren einen Strömungsweg zur Kanalisierung des einen oder der mehreren Fluidströme in die Turbulenzkammer definiert.
In einem elften Aspekt A11 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei das Extraktionsgehäuse ferner eine oder mehrere Seitenwände aufweist, wobei jede der einen oder mehreren Seitenwände einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle aufweist, welche innerhalb der einen oder mehreren Seitenwände eingeschlossen sind.
In einem zwölften Aspekt A12 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei die Oberwand eine Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen aufweist, welche einen Vakuumauslassverteiler definieren, und der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle mit dem Vakuumauslassverteiler fluidmäßig gekoppelt sind.
In einem dreizehnten Aspekt A13 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei ein Teil des einen oder der mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle eingerichtet sind, um einen oder mehrere Fluidströme in die Turbulenzkammer zu befördern.
In einem vierzehnten Aspekt A14 umfasst eine Pulverentfernungsanordnung die Pulverentfernungsanordnung gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei das Extraktionsgehäuse eine Lippe aufweist, welche eingerichtet ist, um eine Position des Extraktionsgehäuses relativ zu dem Baumodul aufrechtzuerhalten.
In einem fünfzehnten Aspekt A15 weist ein automatisiertes Pulverentfernungssystem ein Baumodul zur additiven Fertigung und eine automatisierte Pulverentfernungsstation auf, welche betreibbar ist, um das Baumodul aufzunehmen. Die automatisierte Pulverentfernungsstation weist auf ein Extraktionsgehäuse, welches eingerichtet ist, um mit dem Baumodul in Wirkverbindung zu stehen und Pulver von dem Baumodul zu entfernen, einen oder mehrere Positionierungsaktuatoren, welche eingerichtet sind, um das Extraktionsgehäuse und das Baumodul aneinander auszurichten, eine Vakuumpumpe, welche mit dem Extraktionsgehäuse betriebsmäßig gekoppelt ist, und eine Steuereinheit, welche mit der Vakuumpumpe und dem einen oder den mehreren Positionierungsaktuatoren kommunikativ gekoppelt ist. Die Steuereinheit veranlasst den einen oder die mehreren Positionierungsaktuatoren, das Extraktionsgehäuse an dem Baumodul auszurichten, und betätigt automatisch die Vakuumpumpe, um das Pulver zu veranlassen, durch das Extraktionsgehäuse von dem Baumodul entfernt zu werden.
In einem sechzehnten Aspekt A16 umfasst ein automatisiertes Pulverentfernungssystem das automatisierte Pulverentfernungssystem gemäß einem vorhergehenden Aspekt, ferner aufweisend eine oder mehrere Überführungsvorrichtungen, welche mit der Steuereinheit kommunikativ gekoppelt sind, und eine manuelle Pulverentfernungsstation und/oder eine Teilentfernungsstation, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, um die eine oder mehreren Überführungsvorrichtungen zu betreiben, um das Baumodul von der automatisierten Pulverentfernungsstation zu der manuellen Pulverentfernungsstation und/oder der Teilentfernungsstation zu überführen, nachdem zumindest ein Teil des Pulvers von dem Baumodul entfernt ist.
In einem siebzehnten Aspekt A17 umfasst ein automatisiertes Pulverentfernungssystem das automatisierte Pulverentfernungssystem gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei das Extraktionsgehäuse eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse definiert und einen oder mehrere Fluidströmungskanäle zur Entfernung eines oder mehrerer Fluidströme innerhalb der Turbulenzkammer definiert.
In einem achtzehnten Aspekt A18 umfasst ein automatisiertes Pulverentfernungssystem das automatisierte Pulverentfernungssystem gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei das Extraktionsgehäuse aufweist eine oder mehrere Seitenwände, aufweisend einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle, und eine Oberwand, welche mit der einen oder den mehreren Seitenwänden gekoppelt ist, wobei sich der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle von einer Position nahe einer Basis der einen oder mehreren Seitenwände zu der Oberwand erstrecken.
In einem neunzehnten Aspekt A19 umfasst ein automatisiertes Pulverentfernungssystem das automatisierte Pulverentfernungssystem gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei die eine oder mehreren Seitenwände einen oder mehrere Fluideinlässe zur Kanalisierung von Fluid aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen in die Turbulenzkammer aufweisen.
In einem zwanzigsten Aspekt A20 umfasst ein automatisiertes Pulverentfernungssystem das automatisierte Pulverentfernungssystem gemäß einem vorhergehenden Aspekt, wobei der eine oder die mehreren Fluidströmungskanäle eine Vielzahl von Fluideinlasskanälen und eine Vielzahl von Fluidauslasskanälen aufweisen.
Diese und zusätzliche durch die hier beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellten Merkmale werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser ersichtlich.
Figurenliste
Die in den Zeichnungen dargelegten Ausführungsformen haben veranschaulichenden und beispielhaften Charakter und sind nicht dazu vorgesehen, den durch die Ansprüche definierten Inhalt zu beschränken. Die folgende ausführliche Beschreibung der veranschaulichenden Ausführungsformen ist durch deren Lektüre in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen verständlich, in denen gleiche Struktur mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet ist und in welchen:

1A ein Pulverentfernungssystem gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
1B das Pulverentfernungssystem aus 1A, wobei das lose, ungebundene Pulver im Wesentlichen entfernt ist, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
2A ein Pulverentfernungssystem mit einer Vielzahl von Verschieberohren gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
2B das Pulverentfernungssystem aus 2A, wobei das lose Pulver in dem Prozess ist, entfernt zu werden, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
2C das Pulverentfernungssystem aus 2A, wobei das lose Pulver im Wesentlichen entfernt ist, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
2D eine Entfernung eines Extraktionsgehäuses von einem Baumodul gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
3A eine perspektivische Ansicht einer oder mehrerer Seitenwände eines beliebigen Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
3B eine Draufsicht der einen oder mehreren Seitenwände aus 3A gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
3C eine Querschnittsseitenansicht eines Wandelements der einen oder mehreren Seitenwände aus 3A, welches mit einem Baumodul in Wirkverbindung steht, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
3D Verbindungen zwischen Wandelementen und einer Ecke der einen oder mehreren Seitenwände aus 3A gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
4A eine perspektivische Ansicht einer Oberwand eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
4B eine Seitenansicht der Oberwand aus 4A gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
4C eine Querschnittsansicht der Oberwand bei Betrachtung entlang einer in 4B abgebildeten Linie A-A gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
4D eine Querschnittsansicht der Oberwand aus 4C bei Betrachtung entlang einer in 4C abgebildeten Linie B-B gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
4E eine Querschnittsansicht der Oberwand aus 4C bei Betrachtung entlang einer in 4C abgebildeten Linie C-C gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
5A ein additives Fertigungs-Baumodul zur additiven Fertigung einer oder mehrerer Komponenten eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
5B eine Draufsicht des Baumoduls aus 5A gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
6 eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
7 eine Ausführungsform einer Seitenwand eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
8 eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
9A noch andere Ausführungsformen eines Extraktionsgehäuses vor Pulverextraktion gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
9B das Extraktionsgehäuse aus 9A, welches Pulver aus einem Baumodul extrahiert, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
10A eine Ausführungsform eines Teleskoprohrs gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
10B das Teleskoprohr aus 10A, welches zu einer ausgezogenen Position teleskopartig ausfährt, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
10C das Teleskoprohr aus 10A, welches vollständig zu der ausgezogenen Position ausgezogen ist, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
11 andere Ausführungsformen eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
12A eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses, aufweisend eine Vielzahl von Extraktionsrohren zum Entfernen von Pulver von einem Baumodul, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
12B das Extraktionsgehäuse, welches Pulver aus dem Baumodul aus 12A extrahiert, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
12C einen Teil der Extraktionsrohre, welche bei Extraktion von Pulver aus dem Baumodul aus 12A aus einem Vakuumaufbringungsbereich austreten, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
12D sämtliche Extraktionsrohre, welche bei Extraktion von Pulver aus dem Baumodul aus 12C aus dem Vakuumaufbringungsbereich austreten, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
13A eine Oberwand eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
13B eine schematische Ansicht von Strömungskanälen, welche in einer Seitenwand des Extraktionsgehäuses aus 13A ausgebildet sind, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
14 noch eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
15A noch eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
15B das Extraktionsgehäuse aus 15A, welches über eine Bauplattform angeordnet ist, gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
15C ein Turbulenzschaubild des Extraktionsgehäuses aus 15A gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
15D ein Oberwandwirbelmuster des Extraktionsgehäuses aus 15A gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet;
16 ein automatisiertes Pulverentfernungssystem gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet; und
17 eine automatisierte Pulverentfernungsstation des automatisierten Pulverentfernungssystems aus 16 gemäß einer oder mehreren hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen schematisch abbildet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Figuren bilden im Allgemeinen verschiedene Ausführungsformen von Pulverentfernungssystemen und -anordnungen ab. Die Pulverentfernungssysteme und - anordnungen können im Allgemeinen in additive Fertigungsanordnungen und -verfahren aufgenommen werden, um eine Entfernung von ungebundenem Pulver aus einem Pulverbett eines Baumoduls und von einem Objekt zu verbessern. Zum Beispiel können Ausführungsformen ein Extraktionsgehäuse aufweisen, welches mit den Seitenwänden eines Baumoduls in Wirkverbindung gelangt, um eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse zu definieren. Verschiedene mittels des Extraktionsgehäuses bereitgestellte Fluidströmungskanäle können verwendet werden, um einen oder mehrere Fluidströme in die und aus der Turbulenzkammer zu leiten, um ungebundenes Pulver aufzuwirbeln, das ungebundene Pulver innerhalb eines oder mehrerer Fluidströme mitzuführen und das ungebundene Pulver aus der Turbulenzkammer/von dem Baumodul zu entfernen. Eine solche Entfernung kann als Teil eines automatisierten Pulverentfernungssystems automatisiert werden. Dementsprechend verbessern Systeme und Anordnungen wie die hier beschriebenen Pulverentfernungsverfahren zum Beispiel durch Verringern einer Pulverentfernungszeit, Beschränken einer Aussetzung von Pulver und/oder Teilen gegenüber äußeren Verunreinigungen usw., wodurch eine Effizienz und/oder Güte additiver Fertigung verbessert werden. Die verschiedenen Ausführungsformen der Pulverentfernungssysteme und - anordnungen sowie deren Vorteile werden hier ausführlicher beschrieben.
Die 1A und 1B bilden schematisch eine Ausführungsform eines Pulverentfernungssystems 100 ab. Das Pulverentfernungssystem 100 kann im Allgemeinen ein Extraktionsgehäuse 110 und eine Vakuumpumpe 101 aufweisen, welche mit dem Extraktionsgehäuse 110 fluidmäßig gekoppelt ist. Das Pulverentfernungssystem 100 kann ferner ein Baumodul 104, einen Pulverseparator 102 und einen Pulverbehälter 103 aufweisen. Es sei angemerkt, dass eine höhere oder geringere Anzahl an Komponenten enthalten sein kann, ohne von dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Es versteht sich, dass Formulierungen „ein“, „eine“ und/oder „ein(-e) oder mehrere“ in dieser Offenbarung durchweg austauschbar verwendet werden können und nicht darauf zu beschränken sind, dass sie lediglich eine einzelne Komponente angeben, sondern mehr als eine solche Komponente angeben können, sofern nichts Anderslautendes angemerkt ist.
Das Baumodul 104 kann jedwede Struktur sein, welche mit einer additiven Fertigungsvorrichtung (z.B. SLM, DMLM, Binder-Jet usw.) verwendet werden kann, in welcher ein Pulverbett, aufweisend loses (d.h. ungebundenes) Pulver 20 (z.B. Metall-, Keramik- und/oder Kunststoffpartikel), zur Fertigung eines dreidimensionalen Objekts 10 mittels selektiver Verschmelzung des Pulvers 20 positioniert sein kann. Zum Beispiel kann das Baumodul 104 eine Kammer definieren, in welcher das Pulver 20 positioniert ist. Um die Kammer zu definieren, kann das Baumodul 104 im Allgemeinen eine oder mehrere Modulseitenwände 106 und eine bewegbare Bauplatte 108 aufweisen, welche mit der einen oder den mehreren Modulseitenwänden 106 verschiebbar gekoppelt sein kann. Ein Aktuator 107 (z.B. ein Linearaktuator) kann mit der bewegbaren Bauplatte 108 in Wirkverbindung gelangen, um die bewegbare Bauplatte 108 entlang einer Vertikalachse (z.B. in der +/-Z-Richtung der abgebildeten Koordinatenachsen) zu bewegen. Zum Beispiel kann bei Fertigung das Baumodul 104 in der Nähe einer Verschmelzungsvorrichtung (z.B. eines Lasers oder Druckkopfs; nicht abgebildet) positioniert sein. Eine Schicht aus Pulver 20 kann auf der bewegbaren Bauplatte 108 abgelagert werden und die Verschmelzungsvorrichtung kann Teile des Pulvers 20 selektiv verschmelzen, um einen Teil oder eine Schicht eines gedruckten Objekts 10 zu bilden. Der Aktuator kann die bewegbare Bauplatte 108 nach unten (d.h. in der -Z-Richtung der abgebildeten Koordinatenachsen) bewegen und weiteres Pulver 20 kann auf der vorherigen Schicht abgelagert werden, um es zusätzlichem Pulver 20 zu ermöglichen, verschmolzen zu werden, um das angestrebte gedruckte Objekt 10 Schicht für Schicht zu bauen. Sobald das angestrebte gedruckte Objekt 10 gebaut ist, kann das umgebende lose Pulver 20 von dem Baumodul 104 entfernt werden. Wie oben angemerkt kann dies unter Verwendung von Bürsten, Schaufeln, Händen und/oder von Hand positionierter Vakua erfolgen. Solche Prozesse können jedoch zeitaufwendig und/oder mühsam sein, was zu Fertigungsineffizienzen führt.
Um eine Entfernung des losen Pulvers 20 von dem Baumodul 104 zu unterstützen, kann das Extraktionsgehäuse 110 mit dem Baumodul 104 abnehmbar in Wirkverbindung stehen oder umgekehrt. Zum Beispiel kann das Extraktionsgehäuse 110 mit den Modulseitenwänden 106 des Baumoduls 104 in Wirkverbindung stehen. Eine solche Wirkverbindung kann direkt oder indirekt sein. Zum Beispiel kann wie in 1A veranschaulicht eine horizontale Wand 90 einen Teil einer additiven Fertigungsvorrichtung, einer Pulverentfernungsstation und/oder des Baumoduls 104 bilden und kann oberhalb der Modulseitenwände 106 positioniert sein und/oder damit in Kontakt stehen. In anderen Ausführungsformen kann das Extraktionsgehäuse 110 direkt an den Modulseitenwänden 106 ruhen, wie es in den 2A-2C dargestellt ist. Das Extraktionsgehäuse 110 definiert bei Wirkverbindung mit dem Baumodul 104 eine Turbulenzkammer 112 zwischen dem Extraktionsgehäuse 110 und dem Baumodul 104. Bei Pulverentfernung bewegt sich in einigen Ausführungsformen die bewegbare Bauplatte 108 vertikal, um ein Volumen der Turbulenzkammer 112 in dem Maße zu verringern, in dem das Pulver 20 entfernt wird. In anderen Ausführungsformen, wie sie hier ausführlicher beschrieben werden, bewegt sich bei Pulverentfernung das Extraktionsgehäuse 110 relativ zu dem Baumodul 104, um ein Volumen der Turbulenzkammer 112 zu verringern. In noch weiteren Ausführungsformen werden sich bei Pulverextraktion lediglich Teile des Extraktionsgehäuses 110 in die und/oder aus der Turbulenzkammer 112 bewegen.
Das Extraktionsgehäuse 110 kann im Allgemeinen eine Struktur oder Kombination aus Strukturen definieren, welche eingerichtet ist/sind, um einen oder mehrere Fluidströmungskanäle oder -wege bereitzustellen, welche den Einlass eines oder mehrerer Fluidströme und/oder den Auslass eines oder mehrerer Fluidströme bereitzustellen, welche mitgeführtes Pulver 20 tragen. Zum Beispiel kann das Extraktionsgehäuse 110 eine oder mehrere Seitenwände 114 aufweisen, welche einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle 120 definieren, welche sich durch die Seitenwand erstrecken. Zum Beispiel kann jede der einen oder mehreren Seitenwände 114 eine Außenfläche 116 und eine Innenfläche 118 aufweisen. Die eine oder mehreren Seitenwände 114 können zusammen einen umschlossenen seitlichen Umfang der Turbulenzkammer 112 definieren, welcher im Wesentlichen quadratisch, rund, oval oder von jedweder anderen Form sein kann. Es sei angemerkt, dass obschon in einigen Ausführungsformen die eine oder mehreren Seitenwände 114 eine einstückige Einheit sein können, in weiteren Ausführungsformen die eine oder mehreren Seitenwände 114 mittels eines Innengehäuses und eines Außengehäuses gebildet sein können, welche in Bezug aufeinander positionierbar sind, und der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120 mittels des Raums zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse gebildet sein können. In einigen Ausführungsformen kann das Außengehäuse um das Innengehäuse abgedichtet sein, um eine inerte Umgebung innerhalb der Turbulenzkammer 112 aufrechtzuerhalten. In einigen Ausführungsformen ist möglicherweise kein Außengehäuse vorhanden. In solchen Ausführungsformen können sich die einzigen Seitenwandfluidströmungskanäle durch das Innengehäuse erstrecken, was eine Zufuhr von Umgebungsluft ermöglichen kann.
Weiterhin unter Bezugnahme auf die 1A und 1B können sich der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120, welche innerhalb der einen oder mehreren Seitenwände 114 ausgebildet sind, von einer Position nahe einer Basis 113 der einen oder mehreren Seitenwände 114 zu einer Oberwand 122 erstrecken, welche mit der einen oder den mehreren Seitenwänden gekoppelt ist und die vertikale Grenze der Turbulenzkammer 112 definiert. An der Position nahe der Basis 113 können ein oder mehrere Fluideinlässe 124 ausgebildet sein, welche eine Fluidkommunikation zwischen dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen 120 und der Turbulenzkammer 112 bereitstellen. Der eine oder die mehreren Fluideinlässe 124 können bemessen und geformt sein, um eine angestrebte Strömungsrate in die (oder in einigen Ausführungsformen aus der) Turbulenzkammer 112 bereitzustellen. Der eine oder die mehreren Fluideinlässe 124 können eine Vielzahl von Fluideinlässen 124 umfassen, welche um einen Umfang des Extraktionsgehäuses 110 beabstandet sind. Der eine oder die mehreren Fluideinlässe 124 können eine geometrische Form (z.B. rund, quadratisch, rechteckig usw.) aufweisen. Es sei angemerkt, dass obschon der eine oder die mehreren Fluideinlässe 124 als parallel zu der Horizontalachse der abgebildeten Koordinatenachsen liegend veranschaulicht sind, in einigen Ausführungsformen der eine oder die mehreren Fluideinlässe relativ zu der Horizontalachse abgewinkelt sein können. Zum Beispiel können der eine oder die mehreren Fluideinlässe 124 oder ein Teil davon in Richtung des Pulvers 20 oder in Richtung der bewegbaren Bauplatte 108 abgewinkelt sein. Ein Zufuhrfluidanschluss 125 kann innerhalb einer oder mehrerer der Oberwand 122 und der einen oder mehreren Seitenwände 114 ausgebildet sein. Der Zufuhrfluidanschluss 125 kann es Fluid ermöglichen, als Reaktion auf ein Einziehen von Fluid aus der Turbulenzkammer 112 mittels der Vakuumpumpe 101 in den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120 zu strömen.
In der veranschaulichten Ausführungsform können die eine oder mehreren Seitenwände 114 mit dem Baumodul 104 z.B. durch die horizontale Wand 90 und/oder die Modulseitenwände 106 in Wirkverbindung stehen. Die eine oder mehreren Seitenwände 114 können an der horizontalen Wand 90 und/oder den Modulseitenwänden 106 abgedichtet sein, um eine gasdichte Schnittstelle zu gewährleisten. Zum Beispiel kann Dichtungsmaterial (z.B. ein Polymerstreifen) mit der Basis 113 der einen oder mehreren Seitenwände gekoppelt sein, um eine Dichtung bereitzustellen. Ein Aufrechterhalten einer Dichtung zwischen dem Baumodul 104 und dem Extraktionsgehäuse 110 kann Fluidaustritte verhindern und/oder eine angestrebte Umgebung innerhalb des Baumoduls 104 aufrechterhalten. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Pulver 20 ein reaktives Material sein, dementsprechend kann es erstrebenswert sein, eine inerte Umgebung innerhalb der Turbulenzkammer 112 aufrechtzuerhalten.
Weiterhin unter Bezugnahme auf die 1A und 1B kann die Oberwand 122 einen Vakuumanschluss 126 definieren, welcher eine Fluidkommunikation in die Turbulenzkammer 112 mit der Vakuumpumpe 101 bereitstellt. Zum Beispiel können eine oder mehrere Fluidleitungen 123 (z.B. Schlauch, Rohrleitung usw.), welche mittels gestrichelter Linien dargestellt sind, den Vakuumanschluss 126 mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig koppeln. Die Vakuumpumpe 101 kann betrieben werden, um Fluid (z.B. Luft, Inertgas usw.) und loses Pulver 20 durch den Vakuumanschluss 126 aus der Turbulenzkammer 112 zu ziehen, und somit das auf der bewegbaren Bauplatte 108 positionierte gedruckte Objekt 10 zu hinterlassen. Der Vakuumanschluss 126 kann bemessen und geformt sein, um eine angestrebte Strömungsrate aus der Turbulenzkammer 112 bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann der Vakuumanschluss 126 eine Vielzahl von Vakuumanschlüssen umfassen. In einigen Ausführungsformen, wie sie hier ausführlicher beschrieben werden, können mehrere Vakuumanschlüsse bereitgestellt sein, welche allesamt mit einer oder mehreren Vakuumpumpen 101 fluidmäßig gekoppelt sein können. In einigen Ausführungsformen kann ein Vakuumanschluss 126 innerhalb der einen oder mehreren Seitenwände 114 anstatt oder zusätzlich zu der Oberwand 122 positioniert sein.
Die Vakuumpumpe 101 kann jedweder Typ von handelsüblicher Vakuumpumpe 101 sein, welche einen ausreichenden Gasvolumenstrom bereitstellt (z.B. Gebläse, Klauenpumpen, Drehschieberpumpe usw.). Wie ersichtlich sein sollte, kann der Volumenstrom von einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich Systemeinschränkungen, der Größe des Aufbaus, dem Pulvertyp usw., jedoch nicht darauf beschränkt, abhängen. Wie oben angemerkt ist die Vakuumpumpe 101 mittels der einen oder mehreren Fluidleitungen 123 mit dem Vakuumanschluss 126 fluidmäßig gekoppelt. Ein Pulverseparator 102 kann zur Trennung von Pulver 20 von dem Fluidstrom, bevor er in die Vakuumpumpe 101 eintritt und durch das Extraktionsgehäuse 110 rezirkuliert wird, entlang der einen oder mehreren Fluidleitungen 123 positioniert sein. Der Pulverseparator 102 kann jedweder handelsübliche Pulverseparator 102 wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf, zyklonische oder filterbasierte Pulverseparatoren sein. Der Pulverseparator 102 kann das Pulver 20, welches von dem Fluidstrom getrennt wird, welcher aus der Turbulenzkammer 112 gezogen wird, in den Pulverbehälter 103 leiten, welcher jedweder Typ von Aufnahmeeinrichtung sein kann, welche zum Halten von Pulver 20 geeignet ist. Es wird erwogen, dass das getrennte Pulver 20 innerhalb der Aufnahmeeinrichtung bei weiteren Druckprozessen wiederverwertet, entsorgt werden kann oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen kann das Pulver unter Verwendung zum Beispiel eines Siebs oder Filters ferner in Pulver zur Wiederverwertung und Pulver zur Entsorgung aufgeteilt werden.
In der veranschaulichten Ausführungsform aus den 1A und 1B kann, nachdem ein gedrucktes Objekt 10 vollendet ist, das Extraktionsgehäuse 110 über das und/oder in Kontakt mit dem Baumodul 104 platziert werden. Eine Platzierung des Extraktionsgehäuses 110 kann manuell oder automatisiert mittels eines oder mehrerer Positionierungsaktuatoren (z.B. eines Roboterarms oder dergleichen) sein, was hier ausführlicher beschrieben wird. In einigen Ausführungsformen kann eine Platzierung des Extraktionsgehäuses 110 als Reaktion auf eine Vollendung eines gedruckten Artikels 10 automatisch mittels einer Steuereinheit sein. Sobald es positioniert ist, kann die Vakuumpumpe 101 mittels der Steuereinheit und/oder einer Eingabe von einem Nutzer (wie z.B. durch eine oder mehrere Nutzerschnittstellen, einschließlich Berührungsbildschirmen, Tasten, Kippschaltern, Mikrofonen oder dergleichen, jedoch nicht darauf beschränkt), welche mit der Steuereinheit kommunikativ gekoppelt sind, betätigt werden. Eine Betätigung der Vakuumpumpe 101 kann einen Fluidstrom aus der Turbulenzkammer 112 durch den Vakuumanschluss 126 einziehen. Ein Einziehen eines Fluidstroms aus der Turbulenzkammer 112 zieht wiederum einen oder mehrere Fluidströme durch den Zufuhrfluidanschluss 125 in den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120 und aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen 120 durch den einen oder die mehreren Fluideinlässe 124 in die Turbulenzkammer 112 ein, in der der eine oder die mehreren Fluidströme das Pulver 20 beaufschlagen. Eine Beaufschlagung des Pulvers 20 verursacht Turbulenz innerhalb der Turbulenzkammer 112 und führt Pulver 20 innerhalb des einen oder der mehreren Fluidströme mit. Das mitgeführte Pulver 20 kann dann mittels der Vakuumpumpe 101 durch den Vakuumanschluss 126 aus der Turbulenzkammer 112 entfernt werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Pulverentfernungssystem 100 ein geschlossenes System sein, in dem Fluid durch das Extraktionsgehäuse 110 rezirkuliert wird, um eine inerte Umgebung aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel kann zu der Vakuumpumpe 101 strömendes Fluid zu dem Zufuhrfluidanschluss 125 zurückgeführt werden, an dem es durch das Extraktionsgehäuse 110 und die Turbulenzkammer 112 rezirkuliert wird. In anderen Ausführungsformen kann atmosphärisches Fluid in den Zufuhrfluidanschluss 125 eingezogen werden. In noch weiteren Ausführungsformen kann verdichtetes Fluid durch den Zufuhrfluidanschluss 125 bereitgestellt werden, um eine mittels der Vakuumpumpe 101 hervorgerufene Strömung zu ergänzen. Fluide können Luft, Stickstoff, Argon oder dergleichen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. In noch weiteren Ausführungsformen wird erwogen, dass mehrere Zufuhrfluidanschlüsse und/oder Vakuumanschlüsse vorhanden sein können, welche unabhängig verbaut sein können, um selektive Fluidströmungsprofile durch das Extraktionsgehäuse 110 und die Turbulenzkammer 112 zu ermöglichen.
Wie oben angemerkt veranlasst die Geschwindigkeit des Fluids, welches durch den einen oder die mehreren Fluideinlässe 124 eintritt, das Pulver 20 innerhalb des Baumoduls 104, aufgewühlt und innerhalb des einen oder der mehreren Fluidströme mitgeführt zu werden, welche durch das Extraktionsgehäuse 110 gezogen werden, was dazu führt, dass das Pulver 20 durch den Vakuumanschluss 126 aus der Turbulenzkammer 112 entfernt wird. Bei Pulverentfernung kann die bewegbare Bauplatte 108 wie in 1B veranschaulicht nach oben bewegt werden, um es im Wesentlichen dem gesamten losen Pulver 20 innerhalb der Turbulenzkammer 112 zu ermöglichen, mittels eines oder mehrerer Fluidströme beaufschlagt zu werden, welche durch den einen oder die mehreren Fluideinlässe 124 in die Turbulenzkammer 112 eintreten, innerhalb des einen oder der mehreren Fluidströme mitgeführt zu werden und durch den Vakuumanschluss 126 entfernt zu werden. Die bewegbare Bauplatte 108 kann sich bei Pulverentfernung kontinuierlich in der +Z-Richtung der abgebildeten Koordinatenachsen bewegen, bis das meiste oder im Wesentlichen das gesamte Pulver 20 entfernt ist und/oder das gedruckte Objekt 10 vollständig innerhalb des Extraktionsgehäuses 110 positioniert ist. Dementsprechend kann das Extraktionsgehäuse 110 eine innere Höhe, welche gleich oder größer als eine Höhe des gedruckten Objekts 10 ist, oder eine Höhe aufweisen, welche gleich einer maximalen Tiefe des Baumoduls 104 ist.
Sobald eine Pulverentfernung abgeschlossen oder im Wesentlichen abgeschlossen ist, kann das Extraktionsgehäuse 110 von dem Baumodul 104 abgenommen werden, um eine Weiterverarbeitung und/oder Entnahme des gedruckten Objekts 10 zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann das Extraktionsgehäuse 110 mittels eines oder mehrerer Positionierungsaktuatoren, welche mittels einer Steuereinheit gesteuert werden, automatisch abgenommen werden. In noch weiteren Ausführungsformen und wie hier ausführlicher beschrieben kann nach Pulverentfernung das Baumodul 104 stattdessen von dem Extraktionsgehäuse 110 abgenommen und zu einer oder mehreren Verarbeitungsstationen bewegt werden.
Es sei angemerkt, dass in der oben genannten Ausführungsform das Pulver 20 mittels Vakuumdruck durch die Oberwand 122 eingezogen wird. In einigen Ausführungsformen kann das Pulver 20 jedoch mittels Vakuumdruck durch die eine oder mehreren Seitenwände 114 eingezogen werden. Zum Beispiel kann eine Vakuumpumpe 101 stattdessen mit dem Fluidzufuhranschluss 125 gekoppelt sein und Fluid aus der Turbulenzkammer 112 durch den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120 einziehen, was wiederum Fluid durch den Oberwandanschluss 126 einziehen kann, welcher stattdessen verwendet werden kann, um Luft in die Turbulenzkammer einzuziehen, anstatt mit einer Vakuumpumpe gekoppelt zu sein. Des Weiteren wird in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Fluidströmung durch den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120 mittels Betätigung der Vakuumpumpe 101 erzeugt. In einigen Ausführungsformen kann eine Strömung jedoch stattdessen mittels eines Verdichters erzeugt werden, welcher verdichtetes Gas durch den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120 befördert. Zum Beispiel kann ein VerdichterFluid in den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 120 treiben, welches durch den einen oder die mehreren Fluideinlässe 124 aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen 120 austreten kann. Ein Ansaugen mittels der Vakuumpumpe 101 kann das Fluid durch den Vakuumanschluss 126 aus der Turbulenzkammer 112 herausziehen.
Zusätzliche Ausführungsformen werden nun nachstehend ausführlicher beschrieben. Es sei angemerkt, dass die folgenden Ausführungsformen in einer im Wesentlichen analogen Weise zu der wirken können, welche oben in Bezug auf die in den 1A und 1B veranschaulichte Ausführungsform beschrieben ist. Dementsprechend kann die obenstehende Beschreibung auf jede der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen anwendbar sein, sofern nichts Anderweitiges angemerkt oder ersichtlich ist.
Unter Bezugnahme nun auf die 2A-2D ist eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses 210, welches mit einer Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt ist, schematisch abgebildet. Es sei angemerkt, dass obschon der Pulverseparator 102 und der Pulverbehälter 103 nicht gegenwärtig abgebildet sind, diese in einer Weise analog zu der oben erläuterten enthalten sein können. Das Extraktionsgehäuse 210 ist analog zu dem oben beschriebenen Extraktionsgehäuse 110, aufweisend eine oder mehrere Seitenwände 216 und eine Oberwand 222. Dementsprechend bilden bei Montage an einem Baumodul 104 das Extraktionsgehäuse 210 und das Baumodul 104 eine umschlossene Turbulenzkammer 112 dazwischen. In der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch eine Vielzahl von Rohren 230 mit der Oberwand gekoppelt und in die und/oder aus der Turbulenzkammer 112 ausziehbar.
Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform können die eine oder mehreren Seitenwände 216 einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle 218 definieren, welche innerhalb der einen oder mehreren Seitenwände 216 eingeschlossen sind, welche jeweils einen Fluideinlass 220 aufweisen. Der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 können für entweder die Zufuhr eines oder mehrerer Fluidströme in die Turbulenzkammer 112 und/oder die Abfuhr eines oder mehrerer Fluidströme aus der Turbulenzkammer 112 verwendet werden. Zum Beispiel können der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 oder ein Teil davon mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt sein, um einen oder mehrere Fluidströme und in dem einen oder den mehreren Fluidströmen mitgeführtes Pulver 20 durch den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 zu ziehen. In anderen Ausführungsformen wie der in Bezug auf die 1A und 1B beschriebenen können der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 oder ein Teil davon einen oder mehrere Fluidströme durch den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 in die Turbulenzkammer 112 befördern. In einigen Ausführungsformen können die eine oder mehreren Seitenwände 216 wie etwa in den oben genannten Ausführungsformen beschrieben zudem Fluideinlässe aufweisen, um es Fluid zu ermöglichen, in die Turbulenzkammer eingezogen zu werden.
Innerhalb der Oberwand 222 können ein oder mehrere Oberwandfluidströmungskanäle 224 ausgebildet sein, welche mit dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen 218 fluidmäßig gekoppelt sein können, sodass die Fluidströme und/oder das Pulver aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen 218 in den einen oder die mehreren Oberwandfluidströmungskanäle 224 strömen können. Ein oder mehrere Vakuumanschlüsse 226 sind innerhalb der Oberwand 222 ausgebildet oder damit gekoppelt und koppeln den einen oder die mehreren Oberwandfluidströmungskanäle 224 fluidmäßig mit der Vakuumpumpe 101. Dementsprechend können ein oder mehrere Fluidströme zusammen mit dem mitgeführten Pulver 20 durch die eine oder mehreren Seitenwände 216 und die Oberwand 222 aus dem Extraktionsgehäuse 210 und mittels der Vakuumpumpe 101 aus dem Extraktionsgehäuse 210 herausgezogen werden.
Die Vielzahl von Rohren 230 können sich durch die Oberwand 222 erstrecken. Zum Beispiel können die Vielzahl von Rohren 230 starre oder flexible Rohre sein, welche jeweils einen Strömungsweg dahindurch definieren. Zum Beispiel kann zumindest ein Teil der Vielzahl von Rohren 230 eine Vielzahl von Fluideinlasswegen in die Turbulenzkammer 112 definieren, sodass die Vielzahl von Rohren 230 als Reaktion darauf, dass die Vakuumpumpe 101 Fluid durch die Turbulenzkammer 112 einzieht, einen oder mehrere Fluidströme in die Turbulenzkammer 112 kanalisieren können. Die Vielzahl von Rohren 230 können mit der Oberwand 222 verschiebbar gekoppelt sein, sodass wie in den 2B und 2C veranschaulicht in dem Maße, in dem sich die bewegbare Bauplatte 108 nach oben bewegt, wodurch das Volumen der Turbulenzkammer 112 reduziert wird, die Rohre, welche das/die gedruckte(-n) Objekt(-e) 10 kontaktieren, sich nach oben verschieben können, um das/die gedruckte(-n) Objekt(-e) 10 aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen wie etwa in denen, in denen die Vielzahl von Rohren 230 flexibel sind, können sich die Rohre in dem Maße aus dem Weg biegen oder beugen, in dem sie das/die gedruckte(-n) Objekt(-e) 10 kontaktieren.
Wie oben angemerkt kann die Vakuumpumpe 101 mit dem einen oder den mehreren Vakuumanschlüssen 226 der Oberwand 222 fluidmäßig gekoppelt sein, obwohl erwogen wird, dass der eine oder die mehreren Vakuumanschlüsse 226 ebenso oder stattdessen in der einen oder den mehreren Seitenwänden 216 ausgebildet sein können. Wie bei der vorherigen Ausführungsform kann das Extraktionsgehäuse 210 mit einer luftdichten Dichtung an dem Baumodul 104 abgedichtet sein. Aufgrund der luftdichten Dichtung kann ein Betrieb der Vakuumpumpe 101 Fluid innerhalb der Turbulenzkammer 112 durch den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 einziehen, was wiederum eine Fluidströmung durch die Vielzahl von Rohren 230 erzeugen kann. Aufgrund des Vakuumdrucks können die Vielzahl von Rohren 230 als Beaufschlagungsdüsen fungieren, um das Pulver 20 innerhalb der Turbulenzkammer mit einem oder mehreren Fluidströmen zu beaufschlagen, um das Pulver 20 aufzuwirbeln und das Pulver 20 in einen oder mehrere Fluidströme mitzuführen, welche mittels der Vakuumpumpe 101 aus der Turbulenzkammer 112 und dem Extraktionsgehäuse 210 gezogen werden können. Wie oben kann bei Extraktion die bewegbare Bauplatte 108 (wie in den 2B und 2C veranschaulicht) nach oben bewegt werden, wodurch ein Volumen der Turbulenzkammer 112 reduziert wird. Wie oben angemerkt können sich in dem Maße, in dem Rohre 230 einen gedruckten Artikel 10 kontaktieren, welcher auf der bewegbaren Bauplatte 108 positioniert ist, die kontaktierten Rohre relativ zu der Oberwand 222 verschieben, um Raum bereitzustellen, damit sich der gedruckte Artikel 10 weiterhin in dem Maße nach oben bewegt, in dem das Pulver 20 aus der Turbulenzkammer 112 entfernt wird. Sobald eine Pulverentfernung abgeschlossen ist, kann das Extraktionsgehäuse 210 wie in 2D veranschaulicht (z.B. manuell oder mittels eines oder mehrerer Positionierungsaktuatoren) abgenommen werden.
Es sei angemerkt, dass in einigen Ausführungsformen die Vielzahl von Rohren 230 oder ein Teil davon stattdessen mit einer oder mehreren Vakuumpumpen 101 gekoppelt sein können, um mitgeführtes Pulver 20 durch Strömungskanäle, welche durch die Vielzahl von Rohren 230 definiert sind, aus der Turbulenzkammer 112 herauszuziehen. In solchen Ausführungsformen kann zumindest ein Teil des einen oder der mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 und/oder des einen oder der mehreren Oberwandfluidströmungskanäle 224 wie etwa in Bezug auf die 1A und 1B beschrieben einen oder mehrere Fluidströme in die Turbulenzkammer 112 befördern.
Die 3A und 3B bilden schematisch eine Ausführungsform der einen oder mehreren Seitenwände 216 des Extraktionsgehäuses 210 von der Oberwand isoliert ab. In Ausführungsformen können die eine oder mehreren Seitenwände 216 mittels einer Vielzahl von Wandelementen 240 gebildet sein, welche mittels einer Vielzahl von Ecken 250 miteinander gekoppelt sind. Zum Beispiel können die Vielzahl von Wandelementen 240 flache Substrate sein, welche mittels der Vielzahl von Ecken 250 verbunden sind. Die Vielzahl von Ecken 250 können wie veranschaulicht gekrümmt sein, winkelförmigere Ecken werden jedoch erwogen und sind möglich. In einigen Ausführungsformen kann die Form der Wandelemente 240 und der Ecken 250 im Wesentlichen der Form des Baumoduls 104 entsprechen.
Wie in den 3A-3D dargestellt kann jedes der Wandelemente 240 eine Vielzahl von Seitenwandfluidströmungskanälen 218 definieren, welche sich dahindurch erstrecken. Zum Beispiel kann jedes Wandelement 2 oder mehr Strömungskanäle, 3 oder mehr Strömungskanäle, 4 oder mehr Strömungskanäle usw. aufweisen. Es sei angemerkt, dass obschon jeder Seitenwandfluidströmungskanal 218 als einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisend abgebildet ist, andere Querschnittsformen erwogen werden und möglich sind (z.B. rund, oval, dreieckig usw.). Die Vielzahl von Seitenwandfluidströmungskanälen 218 können sich wie in 3C veranschaulicht von einem Oberende 242 des Wandelements 240 zu dem Fluideinlass 220, welcher innerhalb einer Innenfläche 244 des Wandelements 240 ausgebildet ist, zu einer Position erstrecken, welche zu einem Unterende 246 des Wandelements 240 benachbart, jedoch davon beabstandet ist. Zum Beispiel kann die Innenfläche 244 des Wandelements 240 an einer Position eingekerbt sein, welche zu dem Unterende 246 des Wandelements 240 benachbart und davon beabstandet ist. Die Kerbe 247 kann eine Leitfläche 248 definieren, welche den einen oder die mehreren Fluidströme und mitgeführtes Pulver in die Vielzahl von Seitenwandfluidströmungskanälen 218 leitet. In einigen Ausführungsformen wie etwa in denen, in denen Fluid stattdessen durch den einen oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 218 in die Turbulenzkammer geleitet wird, kann wie hier beschrieben die Leitfläche 248 die eintreffenden Fluidströme in Richtung des Pulvers innerhalb des Baumoduls 104 abwinkeln, um eine verbesserte Beaufschlagung des Pulvers bereitzustellen.
Wie in 3C dargestellt kann das Unterende 246 jedes Wandelements 240 eine Lippe 249 aufweisen. Die Lippe 249 kann mit der Modulseitenwand 106 in Wirkverbindung gelangen, um eine Position des Extraktionsgehäuses 210 relativ in Bezug auf das Baumodul 104 bei Pulverextraktion durchweg aufrechtzuerhalten.
Unter Bezugnahme nun auf 3D können in Ausführungsformen die Vielzahl von Wandelementen 240 mit der Vielzahl von Ecken 250 zusammenschnappen, um die Vielzahl von Wandelementen 240 mit der Vielzahl von Ecken 250 zu koppeln. Zum Beispiel kann jedes Wandelement 240 einen Vorsprung 260 oder eine Wulst aufweisen, welche(-r) sich von einer Außenfläche 245 (und/oder der Innenfläche 244) jedes Wandelements 240 entlang jedes vertikalen Rands 261 erstreckt. Es wird erwogen, dass sich der Vorsprung 260 entlang einer gesamten vertikalen Länge des Wandelements 240 oder lediglich eines Teils davon erstrecken kann. Jede Ecke 250 kann eine Verriegelungsmanschette 252 an jedem Ende definieren, um mit einem Wandelement 240 in Wirkverbindung zu gelangen. Die Verriegelungsmanschette 252 kann den Rand 261 des Wandelements 240 aufnehmen und sich über den Vorsprung 260 erstrecken. Die Verriegelungsmanschette 252 kann eine Aussparung 254 definieren, welche eingerichtet ist, um den Vorsprung 260 aufzunehmen, um das Wandelement 240 an der Ecke 250 mit der Verriegelungsmanschette 252 zu sichern. Die Wirkverbindung zwischen der Verriegelungsmanschette 252 und dem Rand 261 des Wandelements 240 kann eine im Wesentlichen fluiddichte Dichtung herstellen, welche einmal montiert ein Aufrechterhalten einer inerten Umgebung unterstützen kann.
Unter Bezugnahme nun auf 4A ist eine schematische isometrische Ansicht einer Oberwand 222 abgebildet, wie sie etwa in der in den 2A-2D abgebildeten Ausführungsform verwendet werden kann. Wie veranschaulicht kann die Oberwand 222 eine Vielzahl von Durchgangslöchern 270 aufweisen, welche sich von einer ersten ebenen Fläche 272 zu einer zweiten ebenen Fläche 274 erstrecken, welche der ersten ebenen Fläche 272 gegenüberliegt. Die Vielzahl von Löchern 270 sind bemessen und geformt, um die Vielzahl von Rohren 230 wie die oben beschriebenen aufzunehmen. In einigen Ausführungsformen kann ein Lagermaterial (nicht dargestellt) innerhalb jedes Lochs 270 auskleiden und/oder positioniert sein, um die Verschiebebewegung der Vielzahl von Rohren 230 (in 4A nicht dargestellt) zu erleichtern. In noch weiteren Ausführungsformen können Luftlagerkanäle in jeder Rohrlochwand ausgebildet sein, um Reibung zu reduzieren und Verschiebung zu erleichtern. 4B bildet eine Seitenansicht der Oberwand 222 ab. In der abgebildeten Ausführungsform kann ein Vakuumanschluss 226 entlang eines Rands 271 der Oberwand 222 positioniert sein. Obschon lediglich ein Vakuumanschluss 226 abgebildet ist, können zusätzliche Vakuumanschlüsse enthalten sein, ohne von dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
4C bildet einen Querschnitt der Oberwand 222 bei Betrachtung entlang einer Linie C-C aus 4B ab. In dem Inneren der Oberwand 222 können die Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 liegen. Die Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 können ineinander oder in Richtung des Vakuumanschlusses 226 zusammenlaufen. Dementsprechend können die Oberwandfluidströmungskanäle 224 ebenso als Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen bezeichnet werden. Wie hier angemerkt können die Oberwandfluidströmungskanäle 224 mit den oben beschriebenen Seitenwandfluidströmungskanälen 218 gekoppelt sein, sodass die Seitenwandfluidströmungskanäle 218 mit den Oberwandfluidströmungskanälen 224 in Fluidkommunikation stehen. Dementsprechend kann die Oberwand 222 als Vakuumauslassverteiler fungieren, um Strömungen aus jedem der Seitenwandfluidströmungskanäle 218 zu einem einzelnen Strom zu kombinieren, welcher aus dem Oberwandvakuumanschluss 226 austreten kann. Die Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 können dimensioniert sein, um die Geschwindigkeit der Fluidströme konstant zu halten.
4D veranschaulicht einen Querschnitt der Oberwand 222 bei Betrachtung entlang einer Linie D-D aus 4C. Aus dieser Perspektive sind ein oder mehrere Seitenwandanschlüsse 275 abgebildet, welche in der zweiten ebenen Fläche 274 ausgebildet sind. Der eine oder die mehreren Seitenwandanschlüsse 275 können mit der einen oder den mehreren Seitenwänden 216 wie den hier beschriebenen in Wirkverbindung gelangen, um die Vielzahl von Seitenwandfluidströmungskanälen 218 mit der Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 fluidmäßig zu koppeln.
Unter Bezugnahme nun auf 4E ist ein Querschnitt der Oberwand 222 bei Betrachtung entlang einer Linie E-E aus 4C abgebildet. 4E bildet die Vielzahl von Durchgangslöchern 270 ab, welche sich an einer Position zwischen benachbarten Oberwandfluidströmungskanälen 224 der Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 durch die Oberwand 222 erstrecken. Dementsprechend können sich die Vielzahl von Rohren 230 an einer Position zwischen den benachbarten Oberwandfluidströmungskanälen 224 durch die Oberwand 222 erstrecken, um zu verhindern, dass die Vielzahl von Rohren 230 Fluid blockieren, welches durch die Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 strömt, oder den durch die Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 definierten Strömungsweg anderweitig behindern.
In einigen Ausführungsformen kann die Oberwand 222 mittels dünnwandiger Strukturen gebildet sein, sodass die Oberwand im Wesentlichen hohl ist, was Abfall und Materialkosten reduzieren kann. In einigen Ausführungsformen kann anstatt einer Vielzahl von Oberwandfluidströmungskanälen 224 lediglich eine einzelne hohle Kammer vorhanden sein und jedes der Vielzahl von Rohren 230 kann sich durch die einzelne hohle Kammer erstrecken.
Die verschiedenen Komponenten, einschließlich der Wandelemente 240, der Ecken 250, der Oberwand 222 und/oder der Vielzahl von Rohren 230, können mittels jedweder herkömmlichen Fertigungstechnik gefertigt werden. In einigen Ausführungsformen können die verschiedenen Komponenten jedoch mittels additiver Fertigung gefertigt werden. Zum Beispiel können die Wandelemente 240, die Ecken 250, die Oberwand 222 und/oder die Vielzahl von Rohren 230 mittels Binder-Jet, DMLM, SLM usw. gebildet werden. In Ausführungsformen wird erwogen, dass die Wandelemente 240, die Ecken 250 und die Oberwand 222 gleichzeitig innerhalb desselben Baumoduls 104 gefertigt werden können, welches in den 5A und 5B schematisch abgebildet ist, wobei eine Baurichtung entlang der +Z-Richtung der abgebildeten Koordinatenachsen verläuft. Durch Bilden der Wandelemente 240 und der Ecken 250 als separate Stücke können die Wandelemente 240, die Ecken 250 und die Oberwand 222 jeweils innerhalb des Volumens des Baumoduls 104 angeordnet sein, um eine gleichzeitige Fertigung zu ermöglichen. Potenzielle Materialien können rostfreien Stahl, Kobalt-Chrom, Maraging-Stahl, Aluminium, Nickellegierung, Titan, Kunststoff oder jedwede Kombination daraus umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Zusätzliche alternative Ausführungsformen werden nun beschrieben. Jede der bereitgestellten Ausführungsformen stellt zusätzliche Variationen zu den oben genannten Ausführungsformen bereit. Dementsprechend können die nachstehenden Ausführungsformen wesentliche analoge Komponenten zu den oben beschriebenen aufweisen, sofern nichts Anderslautendes angemerkt ist.
Unter Bezugnahme nun auf 6 kann analog zu den oben aufgeführten Ausführungsformen ein Extraktionsgehäuse 310 analog dazu aufweisen eine oder mehrere Seitenwände 316, welche einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle 318 definieren können, eine Oberwand 322, welche eine oder mehrere Oberwandfluidströmungskanäle 324 definiert, und eine Vielzahl von Rohren 330, welche mit der Oberwand 322 verschiebbar in Wirkverbindung stehen. In den angegebenen Ausführungsformen sind die eine oder mehreren Seitenwände 316 dimensioniert, um seitlich in die Modulseitenwände 106 des Baumoduls 104 zu passen. Im Betrieb können die Oberwandfluidströmungskanäle 324 mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt sein, um Fluid und Pulver aus der Turbulenzkammer 112 in die Seitenwandfluidströmungskanäle 318 einzuziehen, was Fluid in die Oberwandfluidströmungskanäle 324 und aus dem Extraktionsgehäuse 310 leitet.
Analog zu den oben genannten Ausführungsformen kann ein Ansaugen von der Vakuumpumpe 101 Fluid veranlassen, durch die Vielzahl von Rohren 330 zu strömen und das lose Pulver 20 innerhalb des Baumoduls 104 zu beaufschlagen, wodurch Turbulenz hervorgerufen wird und das lose Pulver 20 innerhalb des einen oder der mehreren Fluidströme mitgeführt wird, welche dann durch das Extraktionsgehäuse 310 extrahiert werden. In dem Maße, in dem das lose Pulver 20 entfernt wird, kann sich das Extraktionsgehäuse 310 in das Baumodul 104 bewegen, wodurch das Volumen der Turbulenzkammer 112 verringert wird. In dem Maße, in dem das gedruckte Objekt 10 durch die Vielzahl von Rohren 330 kontaktiert wird, können sich die Rohre 330 soweit erforderlich durch die Oberwand 322 verschieben, um die Umrisse des gedruckten Objekts 10 aufzunehmen. Die Oberwand 322 kann dimensioniert sein, um einen Anschlag 323 bereitzustellen, um die Distanz zu begrenzen, in welcher das Extraktionsgehäuse 310 in das Baumodul 104 eindringen kann. In anderen Ausführungsformen kann die Länge der einen oder mehreren Seitenwände 316 mittels Kontakts mit der bewegbaren Bauplatte 108 die Distanz begrenzen, in welcher sich das Extraktionsgehäuse 310 in das Baumodul 104 erstreckt. Dementsprechend kann in dieser Ausführungsform die bewegbare Bauplatte 108 bei Pulverextraktion feststehend bleiben.
Unter Bezugnahme nun auf 7 ist eine alternative Ausführungsform eines Wandelements 340 schematisch abgebildet, welches in einer oder mehreren hier beschriebenen Ausführungsformen, insbesondere jedoch in der in 6 abgebildeten Ausführungsform zweckmäßig sein kann. In der Ausführungsform können der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle 318 eine Vielzahl von Fluideinlasskanälen 341 und eine Vielzahl von Fluidauslasskanälen 342 aufweisen.
Die Vielzahl von Fluideinlasskanälen 341 kann es einem oder mehreren Fluidströmen ermöglichen, in die Turbulenzkammer 112 (in 7 nicht dargestellt) einzutreten, um eine Mitführung von losem Pulver 20 in einen oder mehrere Fluidströme zu unterstützen. Die Vielzahl von Fluideinlasskanälen 341 erstrecken sich von einem Oberende 344 des Wandelements 340 zu einer Position, welche zu einem Unterende 346 des Wandelements 340 benachbart und angeordnet ist, um Fluid in Richtung des Pulvers 20 innerhalb des Baumoduls 104 zu leiten.
Die Vielzahl von Fluidauslasskanälen 342 können inmitten der Vielzahl von Fluideinlasskanälen 341 verteilt sein. Die Vielzahl von Fluidauslasskanälen 342 können jedoch mit der Vakuumpumpe 101 (in 7 nicht dargestellt) fluidmäßig gekoppelt sein, um eine Vakuumierung von losem Pulver 20 aus der Turbulenzkammer 112 zu unterstützen. Die Vielzahl von Fluidauslasskanälen 342 können jeweils einen oder mehrere oder eine Vielzahl von inneren Vakuumanschlüsse(-n) 348 definieren, welche auf einer inneren Fläche 345 des Wandelements 340 ausgebildet sind. In Ausführungsformen kann jeder Fluidauslasskanal 342 eine Vielzahl von inneren Vakuumanschlüssen 348 definieren, um mehrere Eingangspunkte in den Fluidauslasskanal 342 bereitzustellen, was es Fluidströmen mit mitgeführtem Pulver ermöglicht, auf mehreren Ebenen in die Fluidauslasskanäle 342 einzutreten.
Unter Bezugnahme nun auf 8 ist eine analoge Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses 410 abgebildet, welches eine oder mehrere Seitenwände 416, eine Oberwand 422 und eine Vielzahl von Rohren 430 aufweist, welche mit der Oberwand 422 verschiebbar gekoppelt sind. In dieser Ausführungsform können der eine oder die mehreren Vakuumanschlüsse 426 jedoch mit der einen oder den mehreren Seitenwänden 416 des Extraktionsgehäuses gekoppelt sein. Jeder Vakuumanschluss 426 kann mit einer Vakuumpumpe 101 gekoppelt sein. Die Vakuumanschlüsse 426 können mit derselben Vakuumpumpe 101 gekoppelt sein oder mehrere Vakuumpumpen 101 können enthalten sein, sodass jeder Vakuumanschluss 426 mit einer anderen Vakuumpumpe 101 als einer oder mehrere andere Vakuumanschlüsse 426 gekoppelt ist. Dort, wo sich wie abgebildet der eine oder die mehreren Vakuumanschlüsse 426 an oder nahe dem Unterende 446 der einen oder mehreren Seitenwände 416 befinden, müssen die eine oder mehreren Seitenwände 416 nicht einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle definieren, welche sich in Richtung der Oberwand 422 erstrecken. Außerdem muss die Oberwand 422 keine Oberwandfluidströmungskanäle definieren, wie sie in den oben beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt sind. Zum Beispiel kann in der Ausführungsform aus 8, sobald die Vakuumpumpe 101 aktiv ist, der Vakuumdruck Fluidströme veranlassen, in die Vielzahl von Rohren 430 einzutreten und das Pulver zu beaufschlagen, Turbulenz zu verursachen und das Pulver innerhalb eines oder mehrerer Fluidströme mitzuführen. Das Pulver kann dann durch die Seitenwände an dem einen oder den mehreren Vakuumanschlüssen 426 entfernt werden. Es wird jedoch erwogen, dass in einigen Ausführungsformen die eine oder mehreren Seitenwände 416 und/oder die Oberwand 422 dennoch einen oder mehrere Fluidströmungskanäle definieren können, welche zudem ein Ansaugen und/oder Blasen eines oder mehrerer Fluidströme bereitstellen können. Zum Beispiel können mehrere Höhen, welche ein Ansaugen und/oder Blasen bereitstellen, innerhalb der einen oder mehreren Seitenwände 416 ausgebildet sein.
Die 9A und 9B bilden noch eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses 510 ab. In dieser Ausführungsform kann das Extraktionsgehäuse eine Oberwand 522, eine oder mehrere Seitenwände 516 und eine Vielzahl von Verschieberohren 530 aufweisen. In dieser Ausführungsform können die eine oder mehreren Seitenwände 516 jedoch im Wesentlichen kürzer als in vorherigen Ausführungsformen sein und können Fluidströmungskanäle bereitstellen oder nicht. Analog dazu kann die Oberwand 522 Fluidströmungskanäle definieren oder nicht. Wie in den 9A und 9B dargestellt können der eine oder die mehreren Vakuumanschlüsse an der einen oder den mehreren Seitenwänden 516 angebracht sein und die Vielzahl von Rohren 530 können sich durch die Oberwand 522 verschiebbar erstrecken. In der vorliegenden Ausführungsform beginnen die Vielzahl von Rohren 530 an einer erhöhten Position 531 wie in 9A veranschaulicht oberhalb der Oberwand 522. Um eine Ausrichtung der Vielzahl von Rohren 530 aufrechtzuerhalten, wenn sie in der erhöhten Position 531 sind, kann eine Platte 532 mit jedem der Vielzahl von Rohren 530 gekoppelt sein und dadurch jedes der Vielzahl von Rohren 530 miteinander koppeln. Wenn sie in der erhöhten Position 531 sind, kann die Platte an einem oberen Ende 534 der Vielzahl von Rohren 530 an den Rohren montiert sein. Bei Pulverextraktion kann die Vakuumpumpe 101 Fluid aus der Turbulenzkammer 112 herausziehen, was Fluid veranlasst, durch die Vielzahl von Rohren einzuströmen und das lose Pulver 20 zu beaufschlagen, wodurch Turbulenz hervorgerufen wird und das lose Pulver 20 mit einem oder mehreren Fluidströmen mitgeführt wird, welche dann mittels des Vakuumanschlusses 526 entfernt werden können. In dem Maße, in dem loses Pulver 20 entfernt wird, können sich die Vielzahl von Rohren 530 wie in 9B veranschaulicht unter ihrem eigenen Gewicht in das Baumodul 104 und die Turbulenzkammer 112 bewegen. Sobald ein Rohr der Vielzahl von Rohren 530 das gedruckte Objekt 10 kontaktiert, kann sich das Rohr von der Platte 532 lösen, um es den nichtkontaktierten Rohren und der Platte 532 zu ermöglichen, sich weiterhin in einer Abwärtsrichtung zu bewegen, bis das gesamte oder im Wesentlichen das gesamte Pulver 20 entfernt ist. Zum Beispiel können die Vielzahl von Rohren 530 jeweils mit einer Übermaßpassung mit der Platte 532 in Wirkverbindung gelangen, welche die Platte 532 an dem oberen Ende 534 des Rohrs hält. Die Übermaßpassung kann aufgehoben werden, sobald sich ein Rohr, welches das gedruckte Objekt 10 kontaktiert, nicht mehr mit den anderen Rohren nach unten bewegen kann.
In Ausführungsformen kann eine Haltestruktur 536 (z.B. eine Mutter, Masse usw.) mit dem oberen Ende 534 jedes Rohrs gekoppelt sein. Die Haltestruktur 536 kann gewährleisten, dass sich die Platte 532 nicht mittels des oberen Endes 534 der Vielzahl von Rohren 530 von der Vielzahl von Rohren 530 löst. In einigen Ausführungsformen ist möglicherweise keine Reibungspassung zwischen der Platte 532 und den Rohren 530 vorhanden. Zum Beispiel kann die Platte lediglich verwendet werden, um die Rohre 530 bei Einbau des Extraktionsgehäuses 510 in einer oberen Position zu halten. Sobald sie über dem Baumodul 104 installiert ist, kann sich die Platte 532 nach unten verschieben, während die Rohre 534 in einer herausgezogenen Position bleiben. Die Rohre 534 können sich wie bei oben beschriebenen Ausführungsformen in dem Maße verschieben, in dem Pulver entfernt wird.
Es sei angemerkt, dass in jedweder der oben beschriebenen Ausführungsformen die Rohre mit einer Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt sein und zum Ansaugen im Gegensatz zum Blasen verwendet werden können. Des Weiteren können in Ausführungsformen die Vielzahl von Rohren sich seitlich erstreckende Rohre aufweisen, welche sich durch eine Seitenwand des Extraktionsgehäuses verschiebbar erstrecken können.
Unter Bezugnahme nun auf die 10A-10C können in einigen Ausführungsformen stattdessen, dass sich die Rohre relativ durch die Oberwand verschieben, die Rohre Teleskoprohre sein. Zum Beispiel bilden die 10A-10C ein Teleskoprohr 630 ab. Das Teleskoprohr 630 kann ein Basisgehäuse 632 aufweisen, von welchem sich geschachtelte Teleskopabschnitte 634 erstrecken, welche in 10B teilweise ausgezogen und in 10C vollständig ausgezogen dargestellt sind. Dementsprechend kann bei Verwendung in dem Maße, in dem Pulver aus der Turbulenzkammer 112 (in den 10A-10C nicht dargestellt) entfernt wird, das Teleskoprohr 630 von einer eingezogenen Ausgestaltung (10A) zu einer ausgezogenen Ausgestaltung (10B) teleskopartig ausfahren, welche in den 10B und 10C abgebildet ist.
In einigen Ausführungsformen können die geschachtelten Teleskopabschnitte 634 wie in 10C veranschaulicht perforiert oder massiv sein. Ein perforiertes Rohr kann ein verbessertes radiales Blasen aus dem Rohr sowie Blasen durch ein Ende des Rohrs bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann ein einzelnes Rohr sowohl Blasen als auch Ansaugen durchführen. Zum Beispiel kann das Rohr mehrere Strömungskanäle darin definieren, in denen mittels Fluidkommunikation mit einer Vakuumpumpe 101 ein Strömungsweg Blasen bereitstellt, während der andere Strömungsweg Ansaugen bereitstellt. Es sei angemerkt, dass in verschiedenen Ausführungsformen die Vielzahl von Rohren, ob verschiebbar oder teleskopartig, mittels additiver Fertigung (z.B. Binder-Jet, DMLM, SLM usw.) gebildet werden können.
11 bildet schematisch noch eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses 710 ab. In 11 kann das Extraktionsgehäuse 710 eine erste Oberwand 722a und eine zweite Oberwand 722b, welche oberhalb und parallel zu der ersten Oberwand 722a positioniert ist, und eine Vielzahl von Rohren 730 wie etwa die hier beschriebenen aufweisen. Ein erster Abschnitt 730a der Vielzahl von Rohren 730 kann sich durch die erste Oberwand 722a erstrecken und imstande sein, sich dahindurch zu verschieben. Der erste Abschnitt 730a der Vielzahl von Rohren 730 kann mit einem oder mehreren Fluidströmungskanälen 724 fluidmäßig gekoppelt sein, welche innerhalb der zweiten Oberwand 722b ausgebildet sind. Wie abgebildet können der eine oder die mehreren Fluidströmungskanäle 724 der zweiten Oberwand 722b mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt sein. Dementsprechend kann der erste Abschnitt 730a der Vielzahl von Rohren 730 eingerichtet sein, um ein Ansaugen innerhalb der Turbulenzkammer 112 bereitzustellen. Ein zweiter Abschnitt 730b der Vielzahl von Rohren 730 kann inmitten des ersten Abschnitts 730a verteilt sein, kann sich jedoch nicht in oder durch die zweite Oberwand 722b erstrecken, kann davon beabstandet bleiben oder kann stattdessen durch Öffnungen in der zweiten Oberwand 722b verschoben werden, ohne mit dem einen oder den mehreren Fluidströmungskanälen 724 fluidmäßig gekoppelt zu werden, welche innerhalb der zweiten Oberwand 722b ausgebildet sind. Bei Aktivierung kann die Vakuumpumpe 101 Fluid und/oder Pulver durch den ersten Abschnitt 730a der Vielzahl von Rohren 730 ansaugen und der zweite Abschnitt 730b kann mittels des Ansaugens der Vakuumpumpe 101 eine Vielzahl von Fluideinlässen bereitstellen, um Fluid in die Turbulenzkammer 112 zu befördern, das Pulver zu beaufschlagen und das Pulver in einen oder mehrere Fluidströme mitzuführen, um mittels des ersten Abschnitts 730a der Vielzahl von Rohren 730 abgesaugt zu werden. Bei Pulverentfernung kann sich die zweite Oberwand 722b relativ zu der ersten Oberwand 722a in dem Maße bewegen, in dem Pulver entfernt wird, um es dem ersten Abschnitt 730a der Vielzahl von Rohren 730 zu ermöglichen, sich weiter in die Turbulenzkammer 112 zu erstrecken.
Weiterhin unter Bezugnahme auf 11 kann in einigen Ausführungsformen die Vakuumpumpe 101 mittels eines Vakuumanschlusses 702, welcher innerhalb einer Seitenwand des Extraktionsgehäuses 710 ausgebildet ist, an der Turbulenzkammer verbaut sein. In einigen Ausführungsformen ist jedoch möglicherweise keine Seitenwand vorhanden und der Vakuumanschluss kann mit der ersten Oberwand 722a und/oder der zweiten Oberwand 722b gekoppelt sein. Das heißt, in einigen Ausführungsformen können sowohl die erste Oberwand 722a als auch die zweite Oberwand 722b mittels desselben oder separater Vakuumanschlüsse 702 mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt sein. Zum Beispiel kann der Vakuumanschluss 702 einen Verteiler aufweisen, um sowohl die erste Oberwand 722a als auch die zweite Oberwand 722b mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig zu koppeln.
In einigen Ausführungsformen wird erwogen, dass möglicherweise kein zweiter Abschnitt 730b der Vielzahl von Rohren 730 vorhanden ist. In solchen Ausführungsformen können Löcher innerhalb der ersten Oberwand 722a ausgebildet sein, welche für die Einströmung von Fluid verwendet werden können. In noch weiteren Ausführungsformen kann stattdessen, dass er mit einem oder mehreren Fluidströmungskanälen 724 fluidmäßig gekoppelt ist, welche innerhalb der zweiten Oberwand 722b ausgebildet sind, jeder des ersten Abschnitts 730a der Vielzahl von Rohren 730 individuell an einer oder mehreren Vakuumpumpen 101 verbaut sein.
Die 12A-12D veranschaulichen eine analoge Ausführungsform zu der oben in Bezug auf 11 beschriebenen. In dieser Ausführungsform verbinden ein oder mehrere Schlitten 704 die erste Oberwand 722a mit der zweiten Oberwand 722b und ermöglichen es bei Pulverextraktion der zweiten Oberwand 722b, in Ausrichtung an der ersten Oberwand 722a zu bleiben, während sie sich in Richtung der ersten Oberwand 722a verschiebt. In dieser Ausführungsform können wie in der oben genannten Ausführungsform der eine oder die mehreren Fluidströmungskanäle 724 der zweiten Oberwand mit einer Vakuumpumpe 101 (in diesen Figuren nicht dargestellt) fluidmäßig gekoppelt sein. Ein oberes Ende 732 jedes Rohrs der Vielzahl von Rohren 730 ist anfangs wie in 12A abgebildet innerhalb des einen oder der mehreren Fluidströmungskanäle 724 der zweiten Oberwand 722b positioniert. In dieser Ausführungsform können sich jedoch in dem Maße, in dem die Vielzahl von Rohren 730 Pulver absaugen und das gedruckte Objekt 10 kontaktieren (wie in den 12B-12D veranschaulicht), die Rohre 730 relativ zu der zweiten Oberwand 722b verschieben, um aus dem einen oder den mehreren Fluidströmungskanälen 724 der zweiten Oberwand 722b auszutreten und nicht mehr mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt zu sein. Zum Beispiel können die Vielzahl von Rohren 730 ein Ventil (nicht dargestellt) durchlaufen, welches in der zweiten Oberwand 722b ausgebildet ist, um aus dem einen oder den mehreren Fluidströmungskanälen 724 auszutreten.
Es sei angemerkt, dass in der in den 12A-12D veranschaulichten Ausführungsform Rohre, welche Fluideinlasswege (wie etwa in 11 abgebildet) bereitstellen, ebenso enthalten sein können, ohne von dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, sodass die in den 12A-12D abgebildete Ausführungsform sowohl „Blas-“ als auch „Ansaug-‟Rohre aufweist.
Unter Bezugnahme nun auf die 13A und 13B ist eine Oberwand 822 schematisch abgebildet und kann auf verschiedene hier dargestellte Ausführungsformen anwendbar sein. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Oberwand 822 auf einen oder mehrere Oberwandfluidströmungskanäle 824, welche mit einer Vakuumpumpe 101 (nicht dargestellt) fluidmäßig gekoppelt sein können, ein oder mehrere Durchgangslöcher 870, welche zumindest einen Teil einer Vielzahl von Rohren 830 (in 13B abgebildet) aufnehmen können, von denen ein Teil (z.B. 830a) mit der Vielzahl von Durchgangslöchern 870 gekoppelt sein und/oder sich dahindurch erstrecken kann. In dieser Ausführungsform kann die Oberwand 822 eine erste ebene Fläche 872 und eine zweite ebene Fläche 874 aufweisen, welche der ersten ebenen Fläche 872 gegenüberliegt. Wie in den 13A und 13B schematisch abgebildet kann zumindest ein Teil der zweiten ebenen Fläche 874 eine perforierte Platte 877 sein, aufweisend eine Vielzahl von kleinen Öffnungen, welche bemessen sind, um Pulver darin aufzunehmen. Dementsprechend kann in solchen Ausführungsformen ein durch den einen oder die mehreren Oberwandströmungskanäle aufgebrachtes Vakuum wie durch Pfeile 888 in 13B gekennzeichnet ferner eine Erfassung von Pulver durch die perforierte Platte ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen sind einige der Durchgangslöcher 870 aus 13B möglicherweise nicht mit einem Rohr gekoppelt. In solchen Ausführungsformen können in Kombination mit der perforierten Platte einige der Durchgangslöcher 870 Einlässe bereitstellen, um weitere Turbulenz innerhalb der Turbulenzkammer hervorzurufen. Einige der Durchgangslöcher 870 können mit einem ersten Teil der Rohre 830 gekoppelt sein, welche sich im Gegensatz zu Durchgangslöchern 870 ohne Rohre weiter in die Turbulenzkammer erstrecken, um eine Fluidströmung näher an Pulver innerhalb der Turbulenzkammer zu befördern.
Wie in 13B abgebildet erstreckt sich ein zweiter Teil der Rohre 830b möglicherweise nicht durch die Oberwand 822, kann jedoch mit der perforierten Platte gekoppelt und mit dem einen oder den mehreren Oberwandfluidströmungskanälen 824 fluidmäßig gekoppelt sein. In solchen Ausführungsformen kann der zweite Teil der Rohre 830b mittels des Vakuumanschlusses 826 und des einen oder der mehreren Oberwandfluidströmungskanäle 824 mit der Vakuumpumpe 101 (nicht dargestellt) fluidmäßig gekoppelt sein, um Pulver zu erfassen und es aus dem Extraktionsgehäuse 810 zu entfernen. In anderen Ausführungsformen können die zweite Vielzahl von Rohren in einer Weise analog zu in Bezug auf die 11 und 12A-12D beschriebenen Ausführungsformen durch die Oberwand 822 verschiebbar sein.
Es sei angemerkt, dass in einigen Ausführungsformen wie etwa der in Bezug auf 13B veranschaulichten die eine oder mehreren Seitenwände 816 ebenso eine oder mehrere perforierte Platten 823 aufweisen können. Analog zu der perforierten Platte 877 der Oberwand 822 können die eine oder mehreren perforierten Platten 823 der einen oder mehreren Seitenwände 816 Öffnungen in einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle wie etwa die hier beschriebenen bereitstellen, welche ebenso mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt sein können, um eine zusätzliche Erfassung von Pulver durch die eine oder mehreren Seitenwände 816 bereitzustellen.
Unter Bezugnahme nun auf 14 ist eine andere Ausführungsform analog zu der in den 11-12D abgebildeten schematisch abgebildet. In dieser Ausführungsform weist das Extraktionsgehäuse 910 eine erste Oberwand 922a und eine zweite Oberwand 922b und eine Vielzahl von Rohren 930 auf. Diese Ausführungsform unterscheidet sich insofern von vorherigen Ausführungsformen, als dass jedes Rohr ein rohrförmiges Gehäuse 932 und einen Verschiebeabschnitt 933 aufweist, welcher innerhalb des rohrförmigen Gehäuses untergebracht wird, wenn er eingezogen wird, und sich aus dem rohrförmigen Gehäuse 932 verschiebt, wenn er ausgezogen wird. In dieser Ausführungsform kann das rohrförmige Gehäuse 932 mit der zweiten Oberwand 922b und der ersten Oberwand 922a gekoppelt sein und kann die Beabstandung zwischen der ersten Oberwand 922a und der zweiten Oberwand 922b aufrechterhalten. Außerdem kann in dieser Ausführungsform der Verschiebeabschnitt 933 wie veranschaulicht entlang dessen Länge perforiert sein.
In dieser Ausführungsform können ein oder mehrere in der ersten Oberwand 922a ausgebildete Fluidströmungskanäle 924 zum Beispiel durch die Vielzahl von Perforationen mit dem Verschiebeabschnitt 933 jedes Rohrs fluidmäßig gekoppelt sein. Der eine oder die mehreren in der ersten Oberwand 922a ausgebildeten Fluidströmungskanäle 924 können die Verschiebeabschnitte 933 der Vielzahl von Rohren 930 mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig koppeln, um es den Verschiebeabschnitten 933 der Vielzahl von Rohren 930 zu ermöglichen, in einer Weise analog zu anderen hier beschriebenen Ausführungsformen Pulver aus dem Baumodul 104 abzusaugen. In einigen Ausführungsformen können die Verschiebeabschnitte 933 unter ihrem eigenen Gewicht in die Turbulenzkammer 112 fallen. In einigen Ausführungsformen kann jedoch ein oberes Ende jedes Verschiebeabschnitts 933 (z.B. mittels eines Anschlags, Stopfens oder dergleichen) verschlossen sein. In solchen Ausführungsformen kann die zweite Oberwand 922b mit einer Druckquelle 105 (z.B. einer Pumpe, einem Verdichter oder dergleichen) gekoppelt sein, welche wiederum mit den rohrförmigen Gehäusen 932 der Vielzahl von Rohren 930 fluidmäßig gekoppelt sein kann. In solchen Ausführungsformen kann die Druckquelle 105 betrieben werden, um die Verschiebeabschnitte 933 durch die rohrförmigen Gehäuse 932 nach unten zu drücken, was die Pulverentfernungsraten erhöhen kann.
Unter Bezugnahme nun auf 15A ist noch eine andere Ausführungsform eines Extraktionsgehäuses 1010 abgebildet. In dieser Ausführungsform kann das Extraktionsgehäuse 1010 analog zu den oben beschriebenen Ausführungsformen eine Oberwand 1022 und eine oder mehrere Seitenwände 1016 aufweisen. In dieser Ausführungsform können die Oberwand 1022 und die eine oder mehreren Seitenwände 1016 etwa durch additive Fertigung, Formen oder dergleichen einstückig miteinander gebildet werden. Das Extraktionsgehäuse 1010 kann in einer Weise analog zu den oben beschriebenen Ausführungsformen mit einem Baumodul 104 in Wirkverbindung gelangen. Zum Beispiel können die Seitenwände 1016 in ein Baumodulaufnahmegehäuse 30 einer additiven Fertigungsmaschine eingeführt sein und auf den Seitenwänden 106 des Baumoduls 104 sitzen. Die Seitenwände 1016 können an den Seitenwänden 106 des Baumoduls 104 entlang eines Umfangs des Baumoduls 104 abdichten. Die Seitenwände können dementsprechend geformt sein, um einer Form und Größe des Baumoduls 104 zu entsprechen. In der angegebenen Ausführungsform stellen die Seitenwände 1016 einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt bereit, obwohl andere Querschnitte erwogen werden und möglich sind, und die Oberwand 1022 geht von dem Seitenwandquerschnitt zu einem runden Querschnitt der Oberseite der Oberwand 1022 über.
In dieser Ausführungsform ist die Oberwand 1022 in der +Z-Richtung der abgebildeten Koordinatenachsen länglich und mit einer trichterartigen Form versehen, welche ein Wirbelmuster 1024 in entweder einer im Uhrzeigersinn (wie abgebildet) oder gegen den Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung aufweisen kann. Ein Vakuumanschluss 1026 kann sich von einem Oberende 1029 der Oberwand 1022 erstrecken und kann mit einer Vakuumpumpe 101 (nicht dargestellt) fluidmäßig gekoppelt sein. Eine Steigung von einer Basis der Oberwand 1022 zu der Oberseite der Oberwand 1022 kann ausgelegt sein, um ein(-e) angestrebte(-s) Strömungsrate und/oder Ausmaß an Turbulenz mit der Turbulenzkammer (in 13B gekennzeichnet) zu erzielen. Zum Beispiel kann die Steigung der Oberwand 1022 zwischen ungefähr 0 Grad und ungefähr 90 Grad wie etwa bei ungefähr 45 Grad liegen. Zum Beispiel kann die Steigung der Oberwand 1022 graduell sein, um einen Impulsverlust innerhalb der Turbulenzkammer 112 bei Pulverextraktion zu vermeiden, wodurch Turbulenz innerhalb der Turbulenzkammer 112 aufrechterhalten wird.
Die eine oder mehreren Seitenwände 1016 sind mit der Oberwand 1022 gekoppelt. Die eine oder mehreren Seitenwände 1016 können eine Vielzahl von Seitenwandfluidströmungskanälen 1018 definieren, welche sich dahindurch erstrecken. Zum Beispiel können die Vielzahl von Fluidströmungskanälen einen äußeren Einlass 1019, welcher an der Oberseite der einen oder mehreren Seitenwände 1016 ausgebildet und um einen Umfang der Oberwand 1022 positioniert ist, und einen inneren Einlass 1020, welcher an der einen oder den mehreren Seitenwänden 1016 innerhalb der Turbulenzkammer 112 ausgebildet ist, zum Leiten einer Fluidströmung in die Turbulenzkammer 112 aufweisen. Zum Beispiel können die Vielzahl von Seitenwandfluidströmungskanälen 1018 gekrümmt und/oder abgewinkelt (z.B. s-förmig) sein, um einen Beaufschlagungswinkel (z.B. zwischen ungefähr 0° bis ungefähr 90° relativ zu der Vertikalachse wie etwa ungefähr 45° auf einer oder mehreren sowohl der YZ- als auch der XZ-Ebene der abgebildeten Koordinatenachsen) bereitzustellen und das durch die Vielzahl von Seitenwandfluidströmungskanälen 1018 eingezogene Fluid zu verwirbeln, sodass Luft, welche in die Turbulenzkammer 112 zwischen dem Extraktionsgehäuse 1010 und dem Baumodul 104 gezogen wird, bei Eintritt verwirbelt wird.
15C bildet im Allgemeinen ein Gasströmungsschaubild von Fluid ab, welches in die Turbulenzkammer 112 strömt. Wie oben angemerkt kann eine Vakuumpumpe 101 (nicht dargestellt) mit dem in der Oberwand 1022 ausgebildeten Vakuumanschluss 1026 fluidmäßig gekoppelt sein. 15D bildet eine Innenansicht der Oberwand 1022 ab, aus dieser Perspektive ist ersichtlich, dass die Oberwand 1022 eine verwirbelte Trichterform (z.B. mit einem Verwirbelungswinkel α zwischen ungefähr 0 Grad und ungefähr 90 Grad wie etwa von ungefähr 60 Grad) definieren kann. Die verwirbelte Trichterform der Oberwand 1022 kann in Kombination mit der abgewinkelten Beaufschlagung aus den Seitenwandfluidströmungskanälen 1018 eine in 15C abgebildete turbulente trichterartige Strömung innerhalb der Turbulenzkammer 112 verursachen, welche mitgeführtes Pulver durch den Vakuumanschluss 1026 der Oberwand 1022 drückt.
Es sei angemerkt, dass wie bei jedweder der hier beschriebenen Ausführungsformen bei Anschalten der Vakuumpumpe 101 das Ansaugen durch das Extraktionsgehäuse 1010 das Extraktionsgehäuse 1010 nach unten auf das Baumodul 104 drücken und das Extraktionsgehäuse 1010 an dem Baumodul 104 abdichten kann.
Es sei angemerkt, dass in jedweder der hier beschriebenen Ausführungsformen die verschiedenen Strömungskanäle optimiert werden können, um angestrebte Strömungsparameter durch das Gehäuse bereitzustellen. Zum Beispiel können Ausführungsformen wie die hier beschriebenen Pulverentfernungsraten bis zu ungefähr einer Pulverentfernungsrate von bis zu 10 kg/Minute bereitstellen, obwohl schnellere oder langsamere Pulverentfernungsraten erwogen werden und möglich sind. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen Pulverentfernungsraten größer als oder gleich 1 kg/Minute, 3 kg/Minute, 5 kg/Minute usw. sein. Dementsprechend können Ausführungsformen wie die hier beschriebenen Verarbeitungsraten verbessern, um loses Pulver von einem Baumodul 104 zu entfernen, und zu einer erhöhten Fertigungseffizienz führen.
Unter Bezugnahme nun auf 16 ist ein System 1100 zur Pulverentfernung von einem Baumodul 104 und/oder einem gedruckten Objekt 10 schematisch abgebildet. Im Allgemeinen kann das System 1100 eine Steuereinheit 1101 aufweisen, welche jedwede Anzahl an Prozessoren, Speichern usw. aufweist, um eine automatisierte Pulverextraktion durchzuführen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 1101 einen Computer aufweisen, welcher betreibbar ist, um maschinenlesbare Befehle zu verarbeiten, um Prozessschritte zur automatisierten Pulverentfernung zu bestimmen und auszuführen. Die Steuereinheit 1101 kann mit den verschiedenen Komponenten des Systems 1100 kommunikativ gekoppelt sein. Das heißt, die Steuereinheit 1101 und die verschiedenen Komponenten können mittels jeglicher drahtgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikationen elektronische Signale voneinander senden und/oder empfangen.
Der/die Prozessor(-en) der Steuereinheit 1101 kann/können jedwede Vorrichtung aufweisen, welche imstande ist, maschinenlesbare Befehle auszuführen (z.B. einen Controller, eine integrierte Schaltung, einen Mikrochip, einen Computer oder jedwede andere Berechnungsvorrichtung). Der/die Speicher können über einen Kommunikationsweg mit dem/den Prozessor(-en) kommunikativ gekoppelt sein. Der/die Speicher kann/können maschinenlesbare Befehle speichern, um eine automatisierte Pulverentfernung durchzuführen. Der/die Speicher kann/können RAM, ROM, Flash-Speicher, Festplattenlaufwerke oder jedwede nichtflüchtige Speichervorrichtung aufweisen, welche imstande ist, maschinenlesbare Befehle zu speichern, sodass auf die maschinenlesbaren Befehle durch (einen) Prozessor(-en) der Steuereinheit 1101 zugegriffen werden kann und diese ausgeführt werden können. Die maschinenlesbaren Befehle können Logik oder (einen) Algorithmus(-men) umfassen, welche(- r) in jedweder Programmiersprache jedweder Generation (z.B. 1GL, 2GL, 3 GL, 4GL oder 5GL) geschrieben ist/sind, wie zum Beispiel einer Maschinensprache, welche durch den/die Prozessor(-en) der Steuereinheit 1101 direkt ausgeführt werden kann, oder einer Assemblersprache, objektorientierter Programmierung (OOP), Skriptsprachen, Mikrocode usw., welche zu maschinenlesbaren Befehlen zusammengefasst oder darin eingebunden und in dem/den Speicher(-n) der Steuereinheit 1101 gespeichert werden können. Alternativ können die maschinenlesbaren Befehle in einer Hardwarebeschreibungssprache (HDL) wie etwa einer Logik geschrieben sein, welche mittels entweder einer Ausgestaltung eines Field-Programmable Gate Array (FPGA) oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) oder deren Äquivalenten implementiert ist. Dementsprechend kann die hier beschriebene Funktionalität in jedweder herkömmlichen Computerprogrammiersprache als vorprogrammierte Hardware-Elemente oder als Kombination aus Hardware- und Software-Komponenten implementiert werden.
Die verschiedenen Komponenten des Systems 1100 können über einen Kommunikationsweg (nicht dargestellt) miteinander kommunikativ gekoppelt sein. Der Kommunikationsweg kann aus jedwedem Medium, welches imstande ist, ein Signal zu übertragen, wie zum Beispiel leitfähigen Drähten, leitfähigen Bahnen, optischen Wellenleitern oder dergleichen gebildet sein. Des Weiteren kann der Kommunikationsweg aus einer Kombination aus Medien gebildet sein, welche imstande sind, Signale zu übertragen. In einer Ausführungsform weist der Kommunikationsweg jedwede Kombination aus leitfähigen Bahnen, leitfähigen Drähten, Steckverbindern und Bussen auf, welche zusammenwirken, um die Übertragung elektrischer Datensignale an Komponenten wie etwa Prozessoren, Speicher, Sensoren, Aktuatoren usw. zu ermöglichen. Dementsprechend kann der Kommunikationsweg einen Bus aufweisen. Außerdem sei angemerkt, dass sich der Begriff „Signal“ auf eine Wellenform (z.B. elektrisch, optisch, magnetisch, mechanisch oder elektromagnetisch) wie etwa DC, AC, sinusförmige Wellen, Dreieckwellen, Rechteckwellen, Schwingung und dergleichen bezieht, welche imstande sind, durch ein Medium zu wandern. Bei Verwendung hierbei bedeutet der Begriff „kommunikativ gekoppelt“, dass gekoppelte Komponenten imstande sind, Datensignale wie zum Beispiel elektrische Signale mittels eines leitfähigen Mediums, elektromagnetische Signale mittels Luft, optische Signale mittels optischer Wellenleiter und dergleichen miteinander auszutauschen.
In Ausführungsformen kann das System 1100 ferner eine oder mehrere Stationen aufweisen, um eine Pulverentfernung und/oder Teilextraktion durchzuführen. Zum Beispiel kann das Pulverentfernungssystem 1100 eine automatische Pulverentfernungsstation 1200, eine manuelle Pulverentfernungsstation 1300, eine Teilentfernungsstation 1400 und/oder eine endgültige Pulverentfernungsstation 1500 aufweisen. Jede der Stationen und deren zugeordneter Komponenten können mittels jeglicher drahtgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikationsprotokolle mit der Steuereinheit 1101 kommunikativ gekoppelt sein. Eine höhere oder geringere Anzahl an Stationen kann enthalten sein, ohne von dem Rahmen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere dieser Stationen in eine einzelne Station und/oder innerhalb einer additiven Fertigungsmaschine integriert sein, sodass die Prozesse, welche herkömmlicherweise jeder dieser Stationen zugeordnet sind, erfolgen können, ohne das Baumodul 104 und/oder das gedruckte Objekt 10 zu verlagern.
In Ausführungsformen, in welchen die verschiedenen Stationen separate Stationen sind (z.B. sich an unterschiedlichen Stellen befinden), können das Baumodul 104 und/oder das gedruckte Objekt 10 zu und/oder zwischen der einen oder den mehreren Stationen bewegt werden. Zum Beispiel kann das Baumodul 104, welches das gedruckte Objekt 10 und Pulver enthält, von einer additiven Fertigungsmaschine (nicht dargestellt) zu der automatisierten Pulverentfernungsstation 1200, zu der manuellen Pulverentfernungsstation 1300, zu der Teilentfernungsstation 1400 und/oder zu der endgültigen Pulverentfernungsstation 1500 bewegt werden. In solchen Ausführungsformen kann das Pulverentfernungssystem 1100 eine oder mehrere Überführungsvorrichtungen 1120 aufweisen, welche mit der Steuereinheit 1101 kommunikativ gekoppelt sind. Die eine oder mehreren Überführungsvorrichtungen 1120 können jedwede Anzahl an Aktuatoren, Robotern, autonomen Fahrzeugen oder dergleichen aufweisen, welche eingerichtet sind, um ein Baumodul 104 und/oder den gedruckten Artikel 10 zwischen den verschiedenen Stationen und/oder von einer additiven Fertigungsmaschine (nicht dargestellt) zu überführen. Zum Beispiel können die eine oder mehreren Überführungsvorrichtungen 1120 mittels der Steuereinheit 1101 gesteuert werden, um das Baumodul 104 und/oder den gedruckten Artikel 10 von einer Station zu der nächsten zu überführen. In einigen Ausführungsformen kann jede Station eine oder mehrere Überführungsvorrichtungen 1120 aufweisen, welche das Baumodul 104 und/oder den gedruckten Artikel 10 von dessen/deren gegenwärtiger Station zu der nächsten überführen.
Unter Bezugnahme nun auf 17 ist die Pulverentfernungsstation 1200 mit einigen zusätzlichen Details schematisch abgebildet. Die Pulverentfernungsstation 1200 kann ein Dock 1202 zur Aufnahme des Baumoduls 104, ein Umgebungsumschließungsgehäuse 1104, ein Extraktionsgehäuse 1110, einen oder mehrere Positionierungsaktuatoren 1106, eine oder mehrere Vakuumpumpen 101, einen Pulverseparator 102, ein Sieb 109 und/oder einen Pulverbehälter 103 aufweisen. Es sei angemerkt, dass das Extraktionsgehäuse 1110 äquivalent zu oder austauschbar mit jedwedem der hier beschriebenen Extraktionsgehäuse sein kann.
In Ausführungsformen kann das Dock 1202 bemessen und geformt sein, um das Baumodul 104 aufzunehmen und zu tragen, welches anfangs noch immer Pulver und den gedruckten Artikel enthalten kann. In Ausführungsformen kann das Dock 1202 eine Plattform sein, auf welche das Baumodul 104 zur Ausrichtung an dem Extraktionsgehäuse 110 positioniert werden kann. In einigen Ausführungsformen kann das Dock 1202 einen oder mehrere des einen oder der mehreren Positionierungsaktuatoren 1106 zur Positionierung des Baumoduls 104 relativ zu dem Extraktionsgehäuse 110 aufweisen. In einigen Ausführungsformen können zum Beispiel Linearaktuatoren, Drehaktuatoren oder dergleichen als der eine oder die mehreren Positionierungsaktuatoren 1206 zur Positionierung des Baumoduls 104 wie angestrebt enthalten sein. In einigen Ausführungsformen können der eine oder die mehreren Positionierungsaktuatoren 1206 einen Aktuator für die bewegbare Bauplatte aufweisen, welcher eingerichtet ist, um wie oben beschrieben mit der bewegbaren Bauplatte des Baumoduls 104 in Wirkverbindung zu gelangen, um die bewegbare Bauplatte bei Pulverextraktion nach oben und/oder nach unten zu bewegen. Der eine oder die mehreren Positionierungsaktuatoren können jeweils mit der Steuereinheit 1101 kommunikativ gekoppelt sein, sodass die Steuereinheit 1101 den einen oder die mehreren Positionierungsaktuatoren 1206 steuern kann, um eine Pulverentfernung herbeizuführen.
Das Extraktionsgehäuse 1110 kann innerhalb des Umgebungsumschließungsgehäuses 1104 positioniert sein, welches eine gasdichte Kammer bereitstellt, um eine inerte Umgebung innerhalb des Baumoduls 104 und des Extraktionsgehäuses 1110 aufrechtzuerhalten. Wie oben beschrieben kann das Extraktionsgehäuse 1110 mit der Vakuumpumpe 101 fluidmäßig gekoppelt sein, sodass es ein Betrieb der Vakuumpumpe 101 dem Extraktionsgehäuse 1110 ermöglicht, einen oder mehrere Fluidströme mit mitgeführtem Pulver aus dem Extraktionsgehäuse zu extrahieren. Die Vakuumpumpe 101 kann das Gas durch das Umgebungsumschließungsgehäuse 1104 rezirkulieren, um die inerte Umgebung aufrechtzuerhalten. Ein oder mehrere Positionierungsaktuatoren 1106 können mit dem Extraktionsgehäuse 1110 gekoppelt sein, zum Beispiel kann jedwede Anzahl an Linear- und/oder Drehaktuatoren bereitgestellt sein, um das Extraktionsgehäuse wie hier beschrieben an dem Baumodul 104 auszurichten. Dementsprechend kann bei Extraktion die Steuereinheit 1101 den einen oder die mehreren Positionierungsaktuatoren 1106 betätigen, um wie hier beschrieben das Extraktionsgehäuse relativ zu dem Baumodul 104, z.B. über dem Baumodul 104 zu positionieren. Sobald es in Position ist, kann die Steuereinheit 1101 die Vakuumpumpe 101 betätigen, um Pulver von dem Baumodul 104 zu entfernen. Das entfernte Pulver kann mit dem Pulverseparator 102 von dem Fluidstrom getrennt werden und dann mit dem Sieb 109 gesiebt und in den Pulverbehälter 103 separiert werden, welcher separate Behälter für Pulver, welches wiederverwertet werden kann (z.B. Behälter 103a) und Pulver, welches zu entsorgen ist (z.B. Behälter 103b), aufweisen kann.
In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Sensoren 1108 oder Zeitgeber mit der Steuereinheit 1101 kommunikativ gekoppelt sein, um es der Steuereinheit zu ermöglichen, zu bestimmen, wann eine Pulverextraktion an der Pulverentfernungsstation 1200 abgeschlossen ist. Zum Beispiel können der eine oder die mehreren Sensoren 1108 Gewichtssensoren aufweisen, welche an dem Dock montiert sind. Eine Logik, welche durch die Steuereinheit 1101 ausgeführt wird, oder eine Eingabe mittels einer Nutzereingabevorrichtung kann es dem System ermöglichen, ein kombiniertes Gewicht des/der gedruckten Artikel(-s) und des Baumoduls 104 zu bestimmen, um zu bestimmen, wie viel Gewicht Pulver ausmacht. Dementsprechend kann eine Pulverentfernung fortgesetzt werden, bis das Gewicht um das geschätzte Gewicht des Pulvers reduziert ist. In einigen Ausführungsformen können andere Sensoren (z.B. optische Sensoren) innerhalb des Baumoduls 104 verwendet werden, um zu erkennen, ob eine Pulverentfernung vollendet wurde.
Unter Rückbezugnahme auf 16 kann, sobald eine Pulverentfernung abgeschlossen ist oder zumindest ein Teil des Pulvers von dem Baumodul entfernt wurde, an der automatisierten Pulverentfernungsstation 1200 das Baumodul 104 mittels der Steuereinheit 1101 mit der einen oder den mehreren Überführungsvorrichtungen 1120 zu der manuellen Pulverentfernungsstation 1300 oder einer anderen Station wie etwa der Teilentfernungsstation 1400 überführt werden. Die manuelle Pulverentfernungsstation 1300 kann ein Fenster (nicht dargestellt), ein Handschuhsystem für den Bediener (nicht dargestellt) und/oder einen manuellen Vakuumschlauch 1304 und eine Ansaugdüse 1306 zum Entfernen von verbleibendem losem Pulver aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die manuelle Pulverentfernungsstation ebenso ein Dock 1302 analog zu dem oben beschriebenen Dock 1202 aufweisen. Zum Beispiel kann das Dock 1302 einen oder mehrere des einen oder der mehreren Positionierungsaktuatoren 1106 zur Positionierung des Baumoduls 104 und/oder der bewegbaren Bauplatte 108 aufweisen, um eine manuelle Pulverextraktion unterzubringen. Zum Beispiel wird erwogen, dass die manuelle Pulverentfernungsstation 1300 eine oder mehrere Nutzereingabevorrichtungen (z.B. Tasten, Mikrofone, Berührungsbildschirme, Kippschalter usw.) aufweisen kann, welche mit der Steuereinheit 1101 kommunikativ gekoppelt sind, um es einem Bediener zu ermöglichen, bei manueller Pulverentfernung Befehle einzugeben, um das Baumodul 104 wie angestrebt zu positionieren.
In einigen Ausführungsformen kann die manuelle Pulverentfernungsstation 1300 mit der automatisierten Pulverentfernungsstation 1200 zu einer einzelnen Station kombiniert werden. Zum Beispiel können sowohl das Extraktionsgehäuse 1110 als auch der manuelle Vakuumschlauch 1304 und die Ansaugdüse 1306 innerhalb der kombinierten Pulverentfernungsstation positioniert sein. Analog dazu kann die kombinierte Pulverentfernungsstation ein Sichtfenster und/oder ein Handschuhsystem aufweisen, welches durch den Bediener zum Greifen in die Pulverentfernungsstation zu verwenden ist.
Nach einer manuellen Pulverentfernung kann das Baumodul 104 (z.B. mit einer oder mehreren Überführungsvorrichtungen 1120) zu einer Teilentfernungsstation 1400 bewegt werden. Analog zu den Pulverentfernungsstationen 1200, 1300 kann die Teilentfernungsstation 1400 ein Dock 1402 mit einem oder mehreren Aktuatoren 1106 aufweisen, welche betreibbar sind, um die bewegbare Bauplatte 108 anzuheben und/oder zu senken. Eine Entfernungsvorrichtung 1410, z.B. ein Roboterarm, eine Klemmeinrichtung oder dergleichen kann mittels der Steuereinheit 1101 (und/oder mittels Nutzereingaben in eine Nutzereingabevorrichtung) gesteuert werden, um den gedruckten Artikel 10 oder die bewegbare Bauplatte 108 in Wirkverbindung zu bringen und das gedruckte Objekt 10 von dem Baumodul 104 zu entfernen. Zu diesem Zeitpunkt kann der gedruckte Artikel 10 dann zu der endgültigen Pulverentfernungsstation 1500 bewegt werden, welche jedwede Kombination aus Schwingung, Drehung, gerichtetem Gasblasen oder dergleichen verwenden kann, um jedwedes verbleibende Pulver von dem gedruckten Artikel 10 zu entfernen.
Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind durch den Inhalt der folgenden Bestimmungen bereitgestellt:

1. Pulverentfernungsanordnung, aufweisend: ein Baumodul, aufweisend Modulseitenwände und eine bewegbare Bauplatte, welche mit den Modulseitenwänden verschiebbar gekoppelt ist; und ein Extraktionsgehäuse, welches mit den Modulseitenwänden des Baumoduls abnehmbar in Wirkverbindung steht und eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse definiert, wobei das Extraktionsgehäuse aufweist: eine oder mehrere Seitenwände, aufweisend einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle, welche sich durch die eine oder mehreren Seitenwände erstrecken; und eine Oberwand, welche mit der einen oder den mehreren Seitenwänden gekoppelt ist, wobei sich der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle von einer Position nahe einer Basis der einen oder mehreren Seitenwände zu der Oberwand erstrecken.
2. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, ferner aufweisend eine Vakuumpumpe, welche mit einem innerhalb der Oberwand ausgebildeten Vakuumanschluss fluidmäßig gekoppelt ist.
3. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei die eine oder mehreren Seitenwände einen oder mehrere Fluideinlässe zur Kanalisierung von Fluid aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen in die Turbulenzkammer definieren.
4. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei das Extraktionsgehäuse aufweist: eine Vielzahl von Rohren, welche mit der Oberwand gekoppelt sind und in einer in die und aus der Turbulenzkammer verlaufenden Richtung ausziehbar sind.
5. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl von Rohren eingerichtet sind, um einen oder mehrere Fluidströme in die Turbulenzkammer zu befördern.
6. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei: die Oberwand eine Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen aufweist, welche einen Vakuumauslassverteiler definieren; und der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle mit mindestens einem der Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen fluidmäßig gekoppelt sind.
7. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei sich jedes der Vielzahl von Rohren an einer Position zwischen der Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen durch die Oberwand erstreckt.
8. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei die Vielzahl von Rohren Teleskoprohre sind.
9. Pulverentfernungsanordnung, aufweisend: ein Extraktionsgehäuse, welches eingerichtet ist, um auf einem Baumodul oder innerhalb davon angeordnet zu sein, um eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse zu definieren und einen oder mehrere Fluidströmungskanäle zur Entfernung eines oder mehrerer Fluidströme innerhalb der Turbulenzkammer zu definieren, wobei das Extraktionsgehäuse eine Oberwand aufweist; und eine Vielzahl von Rohren, welche mit der Oberwand so verschiebbar gekoppelt sind, dass sie in einer in die und aus der Turbulenzkammer verlaufenden Richtung verschiebbar sind.
10. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl von Rohren einen Strömungsweg zur Kanalisierung des einen oder der mehreren Fluidströme in die Turbulenzkammer definiert.
11. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei das Extraktionsgehäuse ferner eine oder mehrere Seitenwände aufweist, wobei jede der einen oder mehreren Seitenwände einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle aufweist, welche innerhalb der einen oder mehreren Seitenwände eingeschlossen sind.
12. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei: die Oberwand eine Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen aufweist, welche einen Vakuumauslassverteiler definieren; und der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle mit dem Vakuumauslassverteiler fluidmäßig gekoppelt sind.
13. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei ein Teil des einen oder der mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle eingerichtet sind, um einen oder mehrere Fluidströme in die Turbulenzkammer zu befördern.
14. Pulverentfernungsanordnung nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei das Extraktionsgehäuse eine Lippe aufweist, welche eingerichtet ist, um eine Position des Extraktionsgehäuses relativ zu dem Baumodul aufrechtzuerhalten.
15. Automatisiertes Pulverentfernungssystem, aufweisend: ein Baumodul zur additiven Fertigung; und eine automatisierte Pulverentfernungsstation, welche betreibbar ist, um das Baumodul aufzunehmen, wobei die automatisierte Pulverentfernungsstation aufweist: ein Extraktionsgehäuse, welches eingerichtet ist, um mit dem Baumodul in Wirkverbindung zu stehen und Pulver von dem Baumodul zu entfernen; einen oder mehrere Positionierungsaktuatoren, welche eingerichtet sind, um das Extraktionsgehäuse und das Baumodul aneinander auszurichten; eine Vakuumpumpe, welche mit dem Extraktionsgehäuse betriebsmäßig gekoppelt ist; und eine Steuereinheit, welche mit der Vakuumpumpe und dem einen oder den mehreren Positionierungsaktuatoren kommunikativ gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit: den einen oder die mehreren Positionierungsaktuatoren veranlasst, das Extraktionsgehäuse an dem Baumodul auszurichten; und die Vakuumpumpe automatisch betätigt, um das Pulver zu veranlassen, durch das Extraktionsgehäuse von dem Baumodul entfernt zu werden.
16. Automatisiertes Pulverentfernungssystem nach einer vorhergehenden Bestimmung, ferner aufweisend: eine oder mehrere Überführungsvorrichtungen, welche mit der Steuereinheit kommunikativ gekoppelt sind; und eine manuelle Pulverentfernungsstation und/oder eine Teilentfernungsstation, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, um die eine oder mehreren Überführungsvorrichtungen zu betreiben, um das Baumodul von der automatisierten Pulverentfernungsstation zu der manuellen Pulverentfernungsstation und/oder der Teilentfernungsstation zu überführen, nachdem zumindest ein Teil des Pulvers von dem Baumodul entfernt ist.
17. Automatisiertes Pulverentfernungssystem nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei das Extraktionsgehäuse eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse definiert und einen oder mehrere Fluidströmungskanäle zur Entfernung eines oder mehrerer Fluidströme innerhalb der Turbulenzkammer definiert.
18. Automatisiertes Pulverentfernungssystem nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei das Extraktionsgehäuse aufweist: eine oder mehrere Seitenwände, aufweisend einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle; und eine Oberwand, welche mit der einen oder den mehreren Seitenwänden gekoppelt ist, wobei sich der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle von einer Position nahe einer Basis der einen oder mehreren Seitenwände zu der Oberwand erstrecken.
19. Automatisiertes Pulverentfernungssystem nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei die eine oder mehreren Seitenwände einen oder mehrere Fluideinlässe zur Kanalisierung von Fluid aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen in die Turbulenzkammer aufweisen.
20. Automatisiertes Pulverentfernungssystem nach einer vorhergehenden Bestimmung, wobei der eine oder die mehreren Fluidströmungskanäle eine Vielzahl von Fluideinlasskanälen und eine Vielzahl von Fluidauslasskanälen aufweisen.

Es versteht sich nun, dass sich hier beschriebene Ausführungsformen auf Pulverentfernungssysteme und -anordnungen beziehen. Die Pulverentfernungssysteme und - anordnungen können im Allgemeinen in additive Fertigungsanordnungen und -verfahren aufgenommen werden, um eine Entfernung von ungebundenem Pulver aus einem Pulverbett eines Baumoduls und von einem Aufbau zu verbessern. Zum Beispiel können Ausführungsformen ein Extraktionsgehäuse aufweisen, welches mit den Seitenwänden eines Baumoduls in Wirkverbindung gelangt, um eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse zu definieren. Verschiedene mittels des Extraktionsgehäuses bereitgestellte Fluidströmungskanäle können verwendet werden, um einen oder mehrere Fluidströme in die und aus der Turbulenzkammer zu leiten, um ungebundenes Pulver aufzuwirbeln, das ungebundene Pulver innerhalb eines oder mehrerer Fluidströme mitzuführen und das ungebundene Pulver aus der Turbulenzkammer/von dem Baumodul zu entfernen. Eine solche Entfernung kann als Teil eines automatisierten Pulverentfernungssystems automatisiert werden. Dementsprechend verbessern Systeme und Anordnungen wie die hier beschriebenen Pulverentfernungsverfahren zum Beispiel durch Verringern einer Pulverentfernungszeit, Beschränken einer Aussetzung von Pulver und/oder Teilen gegenüber äußeren Verunreinigungen usw., wodurch eine Effizienz und/oder Güte additiver Fertigung verbessert werden.
Es wird angemerkt, dass die Begriffe „im Wesentlichen“ und „ungefähr“ hier verwendet werden können, um den inhärenten Grad an Ungenauigkeit wiederzugeben, welcher jedwedem/jedweder quantitativen Vergleich, Wert, Messung oder sonstigen Darstellung beigemessen werden kann. Diese Begriffe werden hier zudem verwendet, um den Grad wiederzugeben, um welchen eine quantitative Wiedergabe ausgehend von einer genannten Referenz variieren kann, ohne zu einer Änderung der Grundfunktion des betreffenden Inhalts zu führen.
Obgleich konkrete Ausführungsformen hier veranschaulicht und beschrieben wurden, versteht sich, dass verschiedene andere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Rahmen des beanspruchten Inhalts abzuweichen. Des Weiteren müssen, obwohl verschiedene Aspekte des beanspruchten Inhalts hier beschrieben wurden, solche Aspekte nicht in Kombination in Anwendung gebracht werden. Es ist daher vorgesehen, dass die beigefügten Ansprüche sämtliche solcher Änderungen und Modifikationen abdecken, welche innerhalb des Rahmens des beanspruchten Inhalts liegen.

Claims

Pulverentfernungsanordnung, aufweisend: ein Baumodul, welches Modulseitenwände und eine bewegbare Bauplatte aufweist, welche mit den Modulseitenwänden verschiebbar gekoppelt ist; und ein Extraktionsgehäuse, welches mit den Modulseitenwänden des Baumoduls abnehmbar in Wirkverbindung steht und eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse definiert, wobei das Extraktionsgehäuse aufweist: eine oder mehrere Seitenwände, welche einen oder mehrere Seitenwandfluidströmungskanäle aufweisen, welche sich durch die eine oder mehreren Seitenwände erstrecken; und eine Oberwand, welche mit der einen oder den mehreren Seitenwänden gekoppelt ist, wobei sich der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle von einer Position nahe einer Basis der einen oder mehreren Seitenwände zu der Oberwand erstrecken.
Pulverentfernungsanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, ferner aufweisend eine Vakuumpumpe, welche mit einem innerhalb der Oberwand ausgebildeten Vakuumanschluss fluidmäßig gekoppelt ist.
Pulverentfernungsanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die eine oder mehreren Seitenwände einen oder mehrere Fluideinlässe zur Kanalisierung von Fluid aus dem einen oder den mehreren Seitenwandfluidströmungskanälen in die Turbulenzkammer definieren.
Pulverentfernungsanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Extraktionsgehäuse aufweist: eine Vielzahl von Rohren, welche mit der Oberwand gekoppelt sind und in einer in die und aus der Turbulenzkammer verlaufenden Richtung ausziehbar sind.
Pulverentfernungsanordnung nach Anspruch 4, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl von Rohren eingerichtet sind, um einen oder mehrere Fluidströme in die Turbulenzkammer zu befördern.
Pulverentfernungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei: die Oberwand eine Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen aufweist, welche einen Vakuumauslassverteiler definieren; und der eine oder die mehreren Seitenwandfluidströmungskanäle mit mindestens einem der Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen fluidmäßig gekoppelt sind.
Pulverentfernungsanordnung nach Anspruch 6, wobei sich jedes der Vielzahl von Rohren an einer Position zwischen der Vielzahl von zusammenlaufenden Strömungskanälen durch die Oberwand erstreckt.
Pulverentfernungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Vielzahl von Rohren Teleskoprohre sind.
Pulverentfernungsanordnung, aufweisend: ein Extraktionsgehäuse, welches eingerichtet ist, um auf einem Baumodul oder innerhalb davon angeordnet zu sein, um eine Turbulenzkammer zwischen dem Baumodul und dem Extraktionsgehäuse zu definieren und einen oder mehrere Fluidströmungskanäle zur Entfernung eines oder mehrerer Fluidströme innerhalb der Turbulenzkammer zu definieren, wobei das Extraktionsgehäuse eine Oberwand aufweist; und eine Vielzahl von Rohren, welche mit der Oberwand so verschiebbar gekoppelt sind, dass sie in einer in die und aus der Turbulenzkammer verlaufenden Richtung verschiebbar sind.
Automatisiertes Pulverentfernungssystem, aufweisend: ein Baumodul zur additiven Fertigung; und eine automatisierte Pulverentfernungsstation, welche betreibbar ist, um das Baumodul aufzunehmen, wobei die automatisierte Pulverentfernungsstation aufweist: ein Extraktionsgehäuse, welches eingerichtet ist, um mit dem Baumodul in Wirkverbindung zu stehen und Pulver von dem Baumodul zu entfernen; einen oder mehrere Positionierungsaktuatoren, welche eingerichtet sind, um das Extraktionsgehäuse und das Baumodul aneinander auszurichten; eine Vakuumpumpe, welche mit dem Extraktionsgehäuse betriebsmäßig gekoppelt ist; und eine Steuereinheit, welche mit der Vakuumpumpe und dem einen oder den mehreren Positionierungsaktuatoren kommunikativ gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit: den einen oder die mehreren Positionierungsaktuatoren veranlasst, das Extraktionsgehäuse an dem Baumodul auszurichten; und die Vakuumpumpe automatisch betätigt, um das Pulver zu veranlassen, durch das Extraktionsgehäuse von dem Baumodul entfernt zu werden.