DE102022202664A1 - Method and device for targeted particle arrangement in resin-based additive manufacturing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Partikelanordnung in einer harzbasierten additiven Fertigung, wobei Partikel (10) mit einem Harzsystem (12) zu einer Partikelmischung (14) vermischt werden, wobei ein Bauteil (16) durch schichtweises Auftragen der Partikelmischung (14) hergestellt wird, wobei zwischen zwei Auftragevorgängen der Partikelmischung (14) ein Belichtungsvorgang vorgesehen ist, bei dem die aufgetragene Schicht durch eine Lichtquelle (18) ausgehärtet wird.Bei einem Verfahren zur harzbasierten additiven Fertigung, bei dem eine gezielte Partikelorientierung im Harzsystem (12) ermöglicht wird, ist vorgesehen, dass eine Anordnungseinheit (20) vorgesehen ist, durch die vor und/oder während des Belichtungsvorgangs eine Kraft bereitgestellt wird, die flächenbezogen selektiv angepasst werden kann, wobei die Kraft mittels eines elektrischen und/oder eines magnetischen Feldes bereitgestellt wird und die Partikel (10) entsprechend der Feldstärke des elektrischen und/oder des magnetischen Feldes angeordnet werden.The invention relates to a method for targeted particle arrangement in resin-based additive manufacturing, wherein particles (10) are mixed with a resin system (12) to form a particle mixture (14), wherein a component (16) is produced by applying the particle mixture (14) in layers , wherein an exposure process is provided between two application processes of the particle mixture (14), in which the applied layer is hardened by a light source (18).In a method for resin-based additive manufacturing, in which a targeted particle orientation in the resin system (12) is made possible, It is provided that an arrangement unit (20) is provided, through which a force is provided before and/or during the exposure process, which can be selectively adjusted in relation to the area, the force being provided by means of an electric and/or a magnetic field and the particles (10) can be arranged according to the field strength of the electric and/or magnetic field.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Partikelanordnung in einer harzbasierten additiven Fertigung, wobei Partikel mit einem Harzsystem zu einer Partikelmischung vermischt werden, wobei ein Bauteil durch schichtweises Auftragen der Partikelmischung hergestellt wird, wobei zwischen zwei Auftragevorgängen der Partikelmischung ein Belichtungsvorgang vorgesehen ist, bei dem die aufgetragene Schicht durch eine Lichtquelle ausgehärtet wird.The invention relates to a method for targeted particle arrangement in a resin-based additive manufacturing, wherein particles are mixed with a resin system to form a particle mixture, a component being produced by applying the particle mixture in layers, an exposure process being provided between two application processes of the particle mixture, in which the applied layer is cured by a light source.
Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils mittels einer harzbasierten additiven Fertigung, mit mindestens einer Druckvorrichtung zum schichtweisen Auftragen einer Partikelmischung aus einem Harzsystem und Partikeln, mit mindestens einer Lichtquelle zum Aushärten einer Schicht der Partikelmischung.In addition, the invention relates to a device for producing a component by means of resin-based additive manufacturing, with at least one printing device for applying a particle mixture of a resin system and particles in layers, with at least one light source for curing a layer of the particle mixture.
Additive Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere aus Kunststoff, sind im Stand der Technik in einer Vielzahl an Ausgestaltungen bekannt. Derzeit werden in der harzbasierten additiven Fertigung Harzsysteme durch eine Belichtungsquelle selektiv schichtweise ausgehärtet infolgedessen ein Bauteil resultiert. Hierbei können Partikel im Harzsystem die mechanischen oder optischen Eigenschaften beeinflussen. Die aus dem Stand der Technik bekannte Integration von Partikeln in das Harzsystem ist derart ausgestaltet, dass die Partikel homogen im Harzsystem und somit auch homogen im ausgehärteten Bauteil vorliegen.Additive manufacturing processes for producing components, in particular made of plastic, are known in the prior art in a variety of configurations. Currently, in resin-based additive manufacturing, resin systems are selectively cured layer by layer using an exposure source, resulting in a component. Particles in the resin system can influence the mechanical or optical properties. The integration of particles into the resin system, known from the prior art, is designed in such a way that the particles are present homogeneously in the resin system and therefore also homogeneously in the cured component.
Die
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Ein Nachteil des vorgenannten Standes der Technik besteht darin, dass lediglich homogene Verteilungen in der Partikelmischung möglich sind. Um die Eigenschaften der Bauteile gezielt zu beeinflussen, wären auch inhomogene, selektive Verteilungen von Partikeln im Harzsystem zielführend in Hinblick auf die Einstellung von gezielten mechanischen oder optischen Eigenschaften.A disadvantage of the aforementioned prior art is that only homogeneous distributions in the particle mixture are possible. In order to specifically influence the properties of the components, inhomogeneous, selective distributions of particles in the resin system would also be useful with regard to the setting of targeted mechanical or optical properties.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur harzbasierten additiven Fertigung anzugeben, bei denen eine gezielte Partikelorientierung im Harzsystem ermöglicht wird.The invention is based on the object of specifying a method and a device for resin-based additive manufacturing, in which targeted particle orientation in the resin system is made possible.
Diese Aufgabe ist bei der vorliegenden Erfindung zunächst durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine Anordnungseinheit vorgesehen ist, durch die vor und/oder während des Belichtungsvorgangs eine Kraft bereitgestellt wird, die flächenbezogen selektiv angepasst werden kann, wobei die Kraft mittels eines elektrischen und/oder eines magnetischen Feldes bereitgestellt wird und die Partikel entsprechend der Feldstärke des elektrischen und/oder des magnetischen Feldes angeordnet werden, insbesondere innerhalb der Schichtebene selektiv angeordnet werden.In the present invention, this object is initially achieved by the features of the characterizing part of patent claim 1 in that an arrangement unit is provided, through which a force is provided before and / or during the exposure process, which can be selectively adjusted in relation to the area, the force being used by means of an electric and/or a magnetic field is provided and the particles are arranged according to the field strength of the electric and/or the magnetic field, in particular are arranged selectively within the layer plane.
Unter einer flächenbezogenen selektiven Anpassung wird vorliegend verstanden, dass die bereitgestellte Kraft bezüglich der Fläche (Ebene) der Schicht der Partikelmischung selektiv ortsabhängig verändert werden, so dass an einem Ort oder einer XY-Koordinate die Kraft größer als an einem andern Ort bzw. an einer anderen XY-Koordinate sein kann. Dies schließt auch ein, dass an einem Ort oder einer XY-Koordinate die Kraft Null sein kann und an einem andern Ort bzw. an einer anderen XY-Koordinate eine Kraft größer als Null bereitgestellt wird. Vorzugsweise kann die Kraft über die gesamte Schichtebene, also ganzflächig selektiv angepasst werden.In the present case, area-related selective adjustment is understood to mean that the force provided is changed selectively depending on the location with respect to the area (plane) of the layer of the particle mixture, so that the force at one location or an XY coordinate is greater than at another location or at one can be another XY coordinate. This also includes that the force can be zero at one location or at one XY coordinate and a force greater than zero is provided at another location or at another XY coordinate. Preferably, the force can be selectively adjusted over the entire layer plane, i.e. over the entire surface.
Auf diese Weise lassen sich die mechanischen und optischen Eigenschaften eines Bauteils optimal an die jeweiligen Anforderungen an das Bauteil anpassen. Zudem ist durch die gezielte Anordnung von zum Beispiel elektrisch leitfähigen Partikeln innerhalb des Bauteils ein leitfähiges Bauteil beziehungsweise eine Leitungsmöglichkeit innerhalb des Bauteils geschaffen.In this way, the mechanical and optical properties of a component can be optimally adapted to the respective requirements of the component. In addition, the targeted arrangement of, for example, electrically conductive particles within the component creates a conductive component or a conduction option within the component.
Die Partikel können metallische, keramische oder polymere Werkstoffe und/oder elektrisch leitfähige und/oder lichtleitende Werkstoffe sein. Denkbar sind zum Beispiel Graphit, metallische Werkstoffe wie Eisen, Kupfer, Nickel, Magnesium sowie Glas. Die Partikel beeinflussen die Eigenschaften des Ausgangsmaterials sowie den Fertigungsprozess nicht nachteilig. Die Partikel können entweder stets dieselbe Partikelgröße oder eine Partikelgrößenverteilung aufweisen. Denkbare Partikelgrößen liegen im Bereich von 5 - 1000 µm. Hierbei werden Partikelgrößen im Bereich von 50 - 500 µm bevorzugt, insbesondere Partikelgrößen im Bereich von 51 - 250 µm. Mit abnehmender Partikelgröße wird der Detaillierungsgrad erhöht. Die Partikel werden zunächst abhängig von der erforderlichen Menge in das Harzsystem gemischt. Die Mischung erfolgt händisch oder mechanisch mittels Mischvorgang. Der Anteil der Partikel im Harzsystem ist abhängig von den jeweiligen Anforderungen an das Bauteil. Weiterhin dürfen die Partikel die schichtweise Beleuchtung des Harzes nicht beeinflussen. Die Erfindung kann für jegliche Harzsysteme in der harzbasierten additiven Fertigung verwendet werden.The particles can be metallic, ceramic or polymeric materials and/or electrically conductive and/or light-conducting materials. Conceivable are, for example, graphite, metallic materials such as iron, copper, nickel, magnesium and glass. The particles do not adversely affect the properties of the starting material or the manufacturing process. The particles can either always have the same particle size or a particle size distribution. Conceivable particle sizes are in the range of 5 - 1000 µm. Particle sizes in the range of 50 - 500 µm are preferred, in particular particle sizes in the range of 51 - 250 µm. As the particle size decreases, the level of detail increases. The particles are first mixed into the resin system depending on the amount required. The mixing is done manually or mechanically using a mixing process. The proportion of particles in the resin system depends on the respective requirements of the component. Furthermore, the particles must not influence the layer-by-layer illumination of the resin. The invention can be used for any resin systems in resin-based additive manufacturing.
Um die Partikel innerhalb des Harzsystems sowie des späteren Bauteils gezielt anzuordnen, bedarf es einer Anordnungseinheit, welche vor und während jedem Beleuchtungsvorgang aktiviert werden kann und mindestens solange aktiviert bleibt bis die jeweilige Schicht ausgehärtet ist. Die Anordnungseinheit stellt eine Kraft bereit, welche flächenbezogen (insbesondere ganzflächig) selektiv angepasst werden kann. Denkbar ist ein flächenbezogen variables magnetisches oder elektrisches Feld, welches die Partikel entsprechend der magnetischen oder elektrischen Feldstärke innerhalb der Schichtebene anordnet. Durch die wirkende Feldstärke werden die Partikel aus einem ungeordneten Zustand in einen geordneten Zustand überführt. Denkbar sind jegliche Anordnungen der Partikel innerhalb des Harzsystems einer jeden Schicht. Hierbei können die einzelnen Partikel in Kontakt stehen oder einzeln vorliegen. Die Anordnungseinheit wird entsprechend der jeweilig verwendeten Partikel ausgewählt.In order to arrange the particles within the resin system and the later component in a targeted manner, an arrangement unit is required which can be activated before and during each lighting process and remains activated at least until the respective layer has hardened. The arrangement unit provides a force which can be selectively adjusted in relation to the area (in particular over the entire area). A surface-related variable magnetic or electric field is conceivable, which arranges the particles within the layer plane according to the magnetic or electric field strength. The effective field strength transforms the particles from a disordered state into an ordered state. Any arrangement of the particles within the resin system of each layer is conceivable. The individual particles can be in contact or present individually. The arrangement unit is selected according to the particular particles used.
Das erfindungsgemäße Verfahren verbessert die Materialeffizienz, den Multimaterial-Druck und führt zu einer Anpassung der mechanischen Eigenschaften an jeweilige Anforderungen an das Bauteil. Ferner wird eine Minimierung des Einsatzes von kostenintensiven Materialien erreicht, da diese Materialien gezielt angeordnet werden können. Daneben kann eine Steigerung des Potenzials der pulverbasierten additiven Fertigung erreicht werden. Des Weiteren wird eine Kosteneinsparung durch Wiederverwendung von Abfallprodukten als Partikel erreicht.The method according to the invention improves material efficiency, multi-material printing and leads to an adaptation of the mechanical properties to the respective requirements of the component. Furthermore, the use of cost-intensive materials is minimized because these materials can be arranged in a targeted manner. In addition, an increase in the potential of powder-based additive manufacturing can be achieved. Furthermore, cost savings are achieved by reusing waste products as particles.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the remaining features mentioned in the subclaims.
Bei einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das elektrische und/oder magnetische Feld dauerhaft eingeschaltet bleibt. Folglich kann die Anordnungseinheit dauerhaft während des gesamten Druckvorgangs eingeschaltet bleiben, sodass eine erzwungene Partikelorientierung dauerhaft erfolgt. Somit kann sichergestellt werden, dass die gewünschte Partikelorientierung erreicht wird.In a first embodiment of the method according to the invention it is provided that the electric and/or magnetic field remains permanently switched on. Consequently, the arrangement unit can remain permanently switched on throughout the entire printing process, so that forced particle orientation occurs permanently. This can ensure that the desired particle orientation is achieved.
Alternativ kann bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass das elektrische und/oder magnetische Feld jeweils ausgeschaltet wird, wenn eine Schicht ausgehärtet ist. Da das Verfahren einen schichtweisen Aufbau eines dreidimensionalen Bauteils vorsieht, bei dem jede Schicht einzeln ausgehärtet wird, kann es, um Energie zu sparen, sinnvoll sein, die Anordnungseinheit auszuschalten, wenn ein Aushärten einer Schicht stattgefunden hat und die Partikel in der gewünschten Orientierung fixiert sind.Alternatively, in a further embodiment of the method according to the invention, it can be provided that the electric and/or magnetic field is switched off when a layer has hardened. Since the method provides for a layer-by-layer structure of a three-dimensional component in which each layer is cured individually, in order to save energy, it may make sense to switch off the arrangement unit when a layer has hardened and the particles are fixed in the desired orientation .
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäße Verfahrens ist vorgesehen, dass die Partikel elektrisch leitfähig sind und dass die Partikel durch die Anordnungseinheit derart angeordnet werden, dass mindestens eine elektrische Leiterbahn in mindestens einer Schicht aufgebaut wird. Dies ermöglicht die gezielte, individuelle und optimale Auslegung von Leiterbahnen innerhalb von additiv hergestellten Bauteilen. Für eine elektrisch leitfähige Leiterbahn müssen die Partikel miteinander in Kontakt stehen. Dabei ist denkbar, dass nicht nur zweidimensionale Leiterbahnen innerhalb einer Schicht generiert werden, sondern auch dreidimensionale Verzweigungen, die schichtübergreifend durch miteinander in Verbindung stehende Partikel realisiert werden können.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the particles are electrically conductive and that the particles are arranged by the arrangement unit in such a way that at least one electrical conductor track is built up in at least one layer. This enables the targeted, individual and optimal design of conductor tracks within additively manufactured components. For an electrically conductive conductor track, the particles must be in contact with each other. It is conceivable that not only two-dimensional conductor tracks are generated within a layer, but also three-dimensional branches that can be realized across layers by particles that are connected to one another.
Zusätzlich oder alternativ kann bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Partikel lichtleitend sind und dass die Partikel durch die Anordnungseinheit derart angeordnet werden, dass mindestens eine lichtleitende Leiterbahn in mindestens einer Schicht aufgebaut wird. Analog zu elektrisch leitfähigen Leiterbahnen müssen auch lichtleitende Partikel miteinander in Kontakt stehen, um lichtleitende Leiterbahnen zu generieren. Dabei ist ebenfalls denkbar, dass nicht nur zweidimensionale Leiterbahnen innerhalb einer Schicht generiert werden, sondern auch dreidimensionale Verzweigungen, die schichtübergreifend durch miteinander in Verbindung stehende Partikel realisiert werden können. Die lichtleitenden Leiterbahnen können auch Designeffekte erzielen. Denkbar sind beispielsweise durch lichtleitende Leiterbahnen erstellte Logos oder geometrische Formen innerhalb des schichtweise aufgebauten Bauteils. Ferner kann die Farbgebung des Bauteils durch einen gezielten Einsatz von farbigen Partikeln maßgeblich beeinflusst werden.Additionally or alternatively, in a further embodiment of the invention it can be provided that the particles are light-conducting and that the particles are arranged by the arrangement unit in such a way that at least one light-conducting conductor track is built up in at least one layer. Analogous to electrically conductive conductor tracks, light-conducting particles must also be in contact with one another in order to generate light-conducting conductor tracks. It is also conceivable that not only two-dimensional conductor tracks are generated within a layer, but also three-dimensional branches that can be realized across layers by particles that are connected to one another. The light-conducting conductor tracks can also achieve design effects. For example, logos or geometric shapes created by light-conducting conductor tracks within the layered component are conceivable. Furthermore, the coloring of the component can be achieved using a targeted setting set of colored particles can be significantly influenced.
Darüber hinaus kann zusätzlich oder alternativ bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Partikel durch die Anordnungseinheit derart angeordnet werden, dass eine Verstärkung des zu erstellenden Bauteils in mindestens einer Schicht hergestellt wird. Somit sind lokale Partikelverstärkungen innerhalb eines Bauteils denkbar, um die mechanischen Eigenschaften des Bauteils zu steigern. Ebenso lässt sich dadurch die Dichte des Bauteils lokal oder ganzflächig einstellen.Furthermore, in a further embodiment of the method according to the invention, it can additionally or alternatively be provided that the particles are arranged by the arrangement unit in such a way that a reinforcement of the component to be created is produced in at least one layer. Local particle reinforcements within a component are therefore conceivable in order to increase the mechanical properties of the component. The density of the component can also be adjusted locally or over the entire surface.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein DLP-Verfahren oder ein SLA-Verfahren angewendet wird. Beide Verfahren stellen eine harzbasierte Möglichkeit zur Erstellung von dreidimensionalen Bauteilen dar, bei denen jeweils eine Lichtquelle genutzt wird, um das Bauteil schichtweise auszuhärten. Das SLA-Verfahren, die sogenannte Stereolithografie, nutzt einen Laser als Lichtquelle, wobei der Laser eine Harzschale oder ein Harzbad abtastet und das Material schichtweise verfestigt. Mittels einer Spiegelvorrichtung, die sich zwischen dem Harz und dem Laser befindet, kann das Licht in Richtung des Harzes reflektiert werden.In a further embodiment of the invention it is provided that a DLP method or an SLA method is used. Both processes represent a resin-based option for creating three-dimensional components, in which a light source is used to harden the component layer by layer. The SLA process, known as stereolithography, uses a laser as a light source, whereby the laser scans a resin shell or resin bath and solidifies the material layer by layer. By means of a mirror device located between the resin and the laser, the light can be reflected towards the resin.
Beim DLP-Verfahren, dem sogenannten Digital Light Processing, wird ein Projektor als Lichtquelle verwendet. Auf diese Weise wird die gesamte Harzschale beziehungsweise das Harzbad beleuchtet.In the DLP process, the so-called digital light processing, a projector is used as a light source. In this way, the entire resin bowl or resin bath is illuminated.
Die vorgenannte Aufgabe wird außerdem gelöst von einer Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils mittels einer harzbasierten additiven Fertigung, mit mindestens einer Druckvorrichtung zum schichtweisen Auftragen einer Partikelmischung aus einem Harzsystem und Partikeln, mit mindestens einer Lichtquelle zum Aushärten einer Schicht der Partikelmischung. Ferner ist eine Anordnungseinheit vorgesehen, wobei durch die Anordnungseinheit ein elektrisches und/oder magnetisches Feld erzeugbar ist, das auf die Partikel in einer Partikelmischung derart wirken kann, dass die Partikel entsprechend der Feldstärke des elektrischen und/oder magnetischen Feldes ausrichtbar sind.The aforementioned object is also achieved by a device for producing a component using resin-based additive manufacturing, with at least one printing device for applying a particle mixture of a resin system and particles in layers, with at least one light source for curing a layer of the particle mixture. Furthermore, an arrangement unit is provided, wherein an electric and/or magnetic field can be generated by the arrangement unit, which can act on the particles in a particle mixture in such a way that the particles can be aligned according to the field strength of the electric and/or magnetic field.
Bei einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass durch die Vorrichtung ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Die obigen Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.In a first embodiment of the device according to the invention it is provided that a method according to the invention can be carried out by the device. The above statements regarding the method according to the invention also apply accordingly to the device according to the invention.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Anordnungseinheit austauschbar ist. Die Anordnungseinheit kann folglich separat vorliegen. Hierbei kann die Anordnungseinheit, je nach Art der verwendeten Partikel, ausgetauscht werden. Die Anordnungseinheit kann, abhängig vom harzbasierten additiven Fertigungsverfahren, oberhalb oder unterhalb eines Harzbades der Vorrichtung angeordnet sein.In a further embodiment of the device according to the invention it is provided that the arrangement unit is replaceable. The arrangement unit can therefore be present separately. The arrangement unit can be replaced depending on the type of particles used. Depending on the resin-based additive manufacturing process, the arrangement unit can be arranged above or below a resin bath of the device.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in individual cases.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung eines DLP-Verfahrens, -
2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung eines SLA-Verfahrens und -
3 Beispiele der gezielten Anordnung von Partikeln in einer Schicht eines dreidimensionalen Bauteils.
-
1 a schematic representation of an exemplary embodiment of a method according to the invention when using a DLP method, -
2 a schematic representation of a further exemplary embodiment of a method according to the invention when using an SLA method and -
3 Examples of the targeted arrangement of particles in a layer of a three-dimensional component.
In
Je nach gewünschtem Ergebnis können die Partikel 10 metallische, keramische oder polymere Werkstoffe sowie elektrisch leitfähige oder lichtleitende Werkstoffe sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegen die Partikel 10 in einer Größenverteilung zwischen 50 - 500 µm vor. Somit wird ein für die jeweilige Anwendung ausreichender Detaillierungsgrad erreicht.Depending on the desired result, the
Die Partikel 10 werden zunächst abhängig von der erforderlichen Menge in das Harzsystem 12 gemischt. Um die Partikel 10 innerhalb des Harzsystems 12 sowie des späteren Bauteils 16 gezielt anzuordnen, wird die Anordnungseinheit 20 verwendet. Die Anordnungseinheit 20 bleibt solange aktiviert, bis die jeweilige Schicht ausgehärtet ist. Die Anordnungseinheit 20 stellt durch ein magnetisches Feld eine Kraft bereit, durch die die Partikel 10 gezielt orientiert werden können. Das magnetische Feld wirkt dabei ganzflächig selektiv in dem Bereich, in dem das Bauteil 16 erstellt werden soll.The
Bei dem in
Die Partikel 10 können beispielsweise elektrisch leitfähig sein. Die Partikel 10 können dann durch die Anordnungseinheit 20 derart angeordnet werden, dass mindestens eine elektrische Leiterbahn in mindestens einer Schicht aufgebaut wird. Dies ermöglicht die gezielte, individuelle und optimale Auslegung von Leiterbahnen innerhalb des additiv hergestellten Bauteils 16. Für eine elektrisch leitfähige Leiterbahn sind die Partikel 10 miteinander in Kontakt (vergleiche Beispiel rechts). Es können nicht nur zweidimensionale Leiterbahnen innerhalb einer Schicht generiert werden, sondern auch dreidimensionale Verzweigungen, die schichtübergreifend durch miteinander in Verbindung stehende Partikel 10 realisiert werden können (hier nicht dargestellt).The
Daneben können die Partikel 10 lichtleitend ausgestaltet sein. Die Partikel können dann ebenfalls durch die Anordnungseinheit 20 derart angeordnet werden, dass mindestens eine lichtleitende Leiterbahn in mindestens einer Schicht aufgebaut wird. Analog zu elektrisch leitfähigen Leiterbahnen müssen auch lichtleitende Partikel 10 miteinander in Kontakt stehen, um lichtleitende Leiterbahnen zu generieren. Durch die lichtleitenden Leiterbahnen können auch Designeffekte erzielt werden, wie im zweiten Beispiel von rechts angedeutet, bei dem eine Außenhülle gebildet ist, die bei entsprechender Farbe der Partikel 10 das äußere Erscheinungsbild des Bauteils maßgeblich prägt, ohne, dass die Partikel 10 vollständig im Inneren des Bauteils 16 vorhanden sein müssen. Auf diese Weise kann Material bei den teureren Partikeln 10 eingespart werden.In addition, the
Darüber hinaus können die Partikel 10 zur Stabilisierung verwendet werden. Im zweiten Beispiel von links ist ersichtlich, dass die Partikel 10 durch die Anordnungseinheit 20 derart angeordnet sind, dass eine Verstärkung des zu erstellenden Bauteils 16 in den Kantenbereichen der Schicht entsteht. Auf diese Weise können die mechanischen Eigenschaften des Bauteils 16 gezielt angepasst werden. Ferner kann die Dichte des Bauteils 16 gezielt angepasst werden (vergleiche erstes Beispiel von links), in dem die gewünschte Anzahl an Partikeln 10, deren Dichte von der Dichte des Harzsystems 12 verschieden ist, in die Partikelmischung 14 eingebracht werden.In addition, the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- Partikelparticles
- 1212
- HarzsystemResin system
- 1414
- PartikelmischungParticle mixture
- 1616
- BauteilComponent
- 1818
- Lichtquellelight source
- 2020
- AnordnungseinheitArrangement unit
- 2222
- Vorrichtungcontraption
- 2424
- DruckvorrichtungPrinting device
- 2626
- HarzbadResin bath
- 2828
- SpiegelvorrichtungMirror device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014111559 A1 [0004]DE 102014111559 A1 [0004]
- DE 102014220083 A1 [0005]DE 102014220083 A1 [0005]
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-
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- 2022-03-17 DE DE102022202664.0A patent/DE102022202664A1/en active Pending
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