DE112021007420T5 - Herstellungsverfahren für Körper mit Vorsprüngen und Herstellungsvorrichtung für Körper mit Vorsprüngen - Google Patents

Herstellungsverfahren für Körper mit Vorsprüngen und Herstellungsvorrichtung für Körper mit Vorsprüngen Download PDF

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Abstract

Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen, bei dem in einer Trägerfolie BS Vorsprünge CV gebildet wurden, umfassend ein Material-Transportmittel 10, durch das ein Materialtransportschritt ausgeführt wird, in dem ein Basismaterial BM transportiert wird, das ein plastifizierbares Material PM enthält, ein Material-Trägermittel 20, bei dem durch eine Trägerkomponente 22 mit einer Trägerfläche 22A, in der den Vorsprüngen CV entsprechende Vertiefungen 22B gebildet sind, ein Materialträgerschritt ausgeführt wird, in dem das durch das Material-Transportmittel 10 transportierte Basismaterial BM getragen wird, und ein Andrückmittel 30, durch das ein Andrückschritt ausgeführt wird, in dem durch ein Drücken des Basismaterials BM in Richtung der Trägerfläche 22A das plastifizierbare Material PM in die Vertiefungen 22B eingefüllt und aus dem plastifizierbaren Material PM Vorsprünge CV gebildet werden, wobei bei dem Basismaterial BM auf einer Fläche der Trägerfolie BS plastifizierbares Material PM aufgeschichtet ist, und durch das Material-Transportmittel 10 das Basismaterial BM durch ein Anlegen des plastifizierbaren Materials PM an die Trägerfläche 22A auf die Trägerkomponente 22 aufgesetzt wird.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Körper mit Vorsprüngen und eine Herstellungsvorrichtung für einen Körper mit Vorsprüngen.
  • [Hintergrundtechnologie]
  • Eine Technik zur Herstellung eines Körpers mit Vorsprüngen, bei dem in einer Trägerfolie nadelförmige Vorsprünge gebildet wurden, ist bekannt (vgl. z. B. Patentdokument 1).
  • [Dokumente des Standes der Technik]
  • [Patentdokumente]
  • [Patentdokument 1] Patentveröffentlichung Nr. JP 2019-170795 A
  • [Übersicht über die Erfindung]
  • [Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe]
  • Bei der im Patentdokument 1 offenbarten Technik zur Herstellung eines Körpers mit Vorsprüngen sind als Schritt (Materialtransportschritt), in dem ein Material, aus dem Mikronadeln (Körper mit Vorsprüngen) gebildet werden, auf eine Trägerfläche einer Tiefdruckplatte 2 (Trägerkomponente) aufgesetzt wird, zwei Schritte erforderlich, nämlich ein Schritt, in dem thermoplastisches Harz 3 (plastifizierbares Material) auf eine Trägerfläche aufgesetzt wird, und ein Schritt, in dem auf das auf die Trägerfläche aufgesetzte plastifizierbare Material eine Folie S (Trägerfolie) aufgesetzt wird, was zu dem Nachteil führt, dass die Herstellungsleistung bei der Herstellung von Körpern mit Vorsprüngen pro Zeiteinheit nicht verbessert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für einen Körper mit Vorsprüngen und eine Herstellungsvorrichtung für einen Körper mit Vorsprüngen bereitzustellen, durch welche die Herstellungsleistung bei der Herstellung von Körpern mit Vorsprüngen pro Zeiteinheit verbessert werden kann.
  • [Mittel zum Lösen der Aufgabe]
  • Die vorliegende Erfindung verwendet in den Ansprüchen angegebene Strukturen.
  • [Effekte der Erfindung]
  • Der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Basismaterial, bei dem auf eine Fläche einer Trägerfolie ein plastifizierbares Material aufgeschichtet wurde, auf eine Trägerfläche aufgesetzt, sodass der Materialtransportschritt in einem Schritt abgeschlossen wird. Infolgedessen kann die Herstellungsleistung bei der Herstellung von Körpern mit Vorsprüngen pro Zeiteinheit verbessert werden.
  • [Kurze Erläuterung der Figuren]
  • [1] 1 A bis D sind erläuternde Ansichten einer Herstellungsvorrichtung für einen Körper mit Vorsprüngen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und erläuternde Ansichten des Betriebs dieser Vorrichtung. 1E und F sind erläuternde Ansichten von Abwandlungen.
  • [Formen zur Ausführung der Erfindung]
  • Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform befinden sich die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse jeweils in einer orthogonalen Beziehung zueinander, wobei vorgegeben ist, dass die X-Achse und die Y-Achse in einer bestimmten Ebene liegen, und die Z-Achse eine zu der bestimmten Ebene orthogonale Achse ist. Ferner handelt es sich bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine Richtung ohne Hinweis auf eine Zeichnung basierend auf einer zur Y-Achse parallelen Betrachtung in 1 von vorne angezeigt wird, bei „oben“ um die Pfeilrichtung der Z-Achse, bei „unten“ um deren entgegengesetzte Richtung, bei „links“ um die Pfeilrichtung der X-Achse, bei „rechts“ um deren entgegengesetzte Richtung, bei „vorne“ um die zur Y-Achse parallele vordere Richtung in 1 und bei „hinten“ um deren entgegengesetzte Richtung. Bei 1B bis F, in denen keine die Richtung zeigenden Pfeile angegeben sind, handelt es sich um aus der gleichen Richtung wie 1A gesehene Figuren.
  • Eine erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen (im Folgenden einfach als „Herstellungsvorrichtung“ bezeichnet) ist eine Vorrichtung zum Ausführen eines Herstellungsverfahrens für einen Körper CB mit Vorsprüngen, bei dem in einer Trägerfolie BS Vorsprünge CV gebildet wurden, umfassend ein Material-Transportmittel 10, das einen Materialtransportschritt ausführt, in dem ein Basismaterial BM transportiert wird, das ein plastifizierbares Material PM enthält, ein Material-Trägermittel 20, das durch eine Trägerkomponente 22 mit einer Trägerfläche 22A, in der den Vorsprüngen CV entsprechende Vertiefungen 22B gebildet sind, einen das durch das Material-Transportmittel 10 transportierte Basismaterial BM tragenden Materialträgerschritt ausführt, ein Andrückmittel 30, das einen Andrückschritt ausführt, in dem durch ein Drücken des Basismaterials BM in Richtung zur Trägerfläche 22A das plastifizierbare Material PM in die Vertiefungen 22B eingefüllt und aus dem plastifizierbaren Material PM die Vorsprünge CV gebildet werden, ein Erwärmungsmittel 40, das einen Erwärmungsschritt ausführt, in dem das plastifizierbare Material PM erwärmt wird, ein Positionierungsmittel 50, das einen Positionierungsschritt ausführt, in dem die Positionierung der Trägerfolie BS zur Trägerfläche 22A erfolgt, ein Beabstandungsmittel 60, das einen Beabstandungsschritt ausführt, in dem der Körper CB mit Vorsprüngen von der Trägerkomponente 22 beabstandet wird, ein Abkühlmittel 70, das einen Abkühlschritt ausführt, in dem das plastifizierbare Material PM abgekühlt wird, und ein Auslaugungsmittel 80, das einen Auslaugungsschritt ausführt, in dem das plastifizierbare Material PM durch Eintauchen in Wasser WT als Auslaugungsmedium porös gemacht wird, wobei die Herstellungsvorrichtung EA in der Nähe eines Basismaterial-Zuführmittels PS angeordnet ist, das einen Basismaterial-Zuführschritt ausführt, in dem das Basismaterial BM zugeführt wird.
  • Das Basismaterial BM ist derart aufgebaut, dass das plastifizierbare Material PM auf eine Fläche der Trägerfolie BS aufgeschichtet ist. Ferner besteht die Trägerfolie BS der vorliegenden Ausführungsform aus einem Papier als durchlässiger Komponente mit einer Durchlässigkeit, durch die es zumindest entweder für eine Flüssigkeit oder ein Gas durchlässig ist. Außerdem ist das plastifizierbare Material PM durch Polymilchsäure (PLA) als Hauptbestandteil thermoplastisch und enthält Polyethylenglykol PG (vgl. vergrößerte Ansicht in 1D) als in Wasser WT auslaugendes Auslaugungsmaterial. Das plastifizierbare Material PM der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gemisch aus den beiden Bestandteilen Polymilchsäure und Polyethylenglykol PG, wobei ein Gemisch verwendet wird, bei dem deren Anteile auf ein Gewichtsverhältnis von 5:5 festgelegt sind.
  • Das Material-Transportmittel 10 umfasst einen aus einer Mehrzahl von Armen bestehenden so genannten mehrgelenkigen Roboter 11 als Antriebsgerät, das innerhalb seines Arbeitsbereichs einen Gegenstand, der durch einen Vorderendarm 11 Aals Arbeitsabschnitt getragen wird, an eine beliebige Position und in einem beliebigen Winkel verschieben kann, und eine an dem Vorderendarm 11A getragene Halteplatte 12 mit einer Haltefläche 12A, bei der durch ein nicht dargestelltes Druckminderungsmittel (Haltemittel) wie eine Druckminderungspumpe oder einen Vakuum-Ejektor ein Ansaugen und Halten möglich ist, wobei das Material-Transportmittel 10 derart aufgebaut ist, dass das plastifizierbare Material PM mit der Trägerfläche 22A in Kontakt gebracht und das Basismaterial BM auf die Trägerkomponente 22 aufgesetzt wird.
  • Das Material-Trägermittel 20 umfasst einen Sockel 21, in dem eine Stufe 21A gebildet ist, und die in die Stufe 21A eingepasste und hierdurch getragene Trägerkomponente 22, in deren Trägerfläche 22A Vertiefungen 22B gebildet sind.
  • Das Andrückmittel 30 umfasst einen Gleichstrommotor 31 als Antriebsgerät und eine an dessen Abtriebswelle 31A getragene Andrückkomponente 32. Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht die Andrückkomponente 32 aus einem transparenten Material.
  • Das Erwärmungsmittel 40 umfasst ein im Inneren des Sockels 21 angeordnetes Erwärmungsgerät 41, das aus der Heizseite einer Heizspirale oder eines Heizrohrs besteht.
  • Das Positionierungsmittel 50 umfasst einen aus einem Abbildungsmittel wie einer Kamera oder einem Projektor und verschiedenen Sensoren wie einem optischen Sensor oder einem Ultraschallsensor bestehenden, über eine Klammer 51A an der Andrückkomponente 32 getragenen Detektor 51, einen XY-Tisch 52 als Antriebsgerät und einen mit dessen Abtriebswelle 53A am Sockel 21 getragenen Drehmotor 53 als Antriebsgerät, wobei das Positionierungsmittel 50 derart aufgebaut ist, dass es die Stützkomponente 22 innerhalb der XY-Ebene geradlinig oder kurvig bewegt, und die Stützkomponente 22 innerhalb der XY-Ebene drehend bewegt.
  • Das Beabstandungsmittel 60 umfasst einen aus einer Mehrzahl von Armen bestehenden so genannten mehrgelenkigen Roboter 61 als Antriebsgerät, das innerhalb seines Arbeitsbereichs einen Gegenstand, der durch einen Vorderendarm 61A als Arbeitsabschnitt getragen wird, an eine beliebige Position und in einem beliebigen Winkel verschieben kann, und eine an dem Vorderendarm 61A getragene Halteplatte 62 mit einer Haltefläche 62A, bei der durch ein nicht dargestelltes Druckminderungsmittel (Haltemittel) wie eine Druckminderungspumpe oder einen Vakuum-Ejektor ein Ansaugen und Halten möglich ist.
  • Das Kühlmittel 70 umfasst ein im Inneren der Halteplatte 62 vorgesehenes Kühlgerät 71, das aus einem Peltierelement und der Kühlseite einer Wärmepumpe besteht.
  • Das Auslaugungsmittel 80 umfasst Wasser WT und einen das Wasser WT aufnehmenden Behälter 81.
  • Der Betrieb der vorstehenden Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen wird erläutert.
  • Zunächst wird ein Basismaterial-Vorbereitungsschritt ausgeführt, in dem ein Basismaterial BM vorbereitet wird, bei dem plastifizierbares Material PM auf eine Fläche der Trägerfolie BS aufgeschichtet wurde. In dem Basismaterial-Vorbereitungsschritt kann das Basismaterial BM dadurch bereitgestellt werden, dass mittels einer bekannten Auftragungsvorrichtung ein flüssiges plastifizierbares Material PM auf eine Fläche der Trägerfolie BS aufgetragen wird, oder mittels einer bekannten Folienaufklebevorrichtung ein folienartiges plastifizierbares Material PM auf eine Fläche der Trägerfolie BS aufgeklebt wird. Ist das Basismaterial BM vorbereitet, wird in die Herstellungsvorrichtung EA, deren jeweilige Komponenten an einer in 1A mittels einer durchgezogenen Linie gezeigten Anfangsposition angeordnet sind, nachdem ein Bediener der Herstellungsvorrichtung EA (im Folgenden einfach als „Bediener“ bezeichnet) oder ein nicht dargestelltes Transportmittel wie ein mehrgelenkiger Roboter oder ein Transportband das Basismaterial BM wie in der Zeichnung angegeben auf ein Basismaterial-Zuführmittel PS zugeführt hat, durch den Bediener ein Signal für den Beginn eines Automatikbetriebs über ein nicht dargestelltes Bedienungsmittel wie ein Bedienfeld oder einen Personal Computer eingegeben. Dann werden der mehrgelenkige Roboter 11 und das nicht dargestellte Druckminderungsmittel durch das Material-Transportmittel 10 angetrieben, die Haltefläche 12A wird durch ein Bewegen der Halteplatte 12 an die Trägerfolie BS angelegt, das Basismaterial BM wird durch die Haltefläche 12A angesaugt und gehalten, und nachdem das Basismaterial BS, wie in 1A mit einer Strich-Zweipunktlinie dargestellt, auf die Trägerfläche 22A der Trägerkomponente 22 aufgesetzt wurde, wird der Antrieb des nicht dargestellten Druckminderungsmittels unterbrochen, und die Halteplatte 12 kehrt an ihre Anfangsposition zurück. Dann wird der Gleichstrommotor 31 durch das Andrückmittel 30 angetrieben und die Andrückkomponente 32 abgesenkt, und wie in 1B gezeigt, wird das Basismaterial BM durch die Andrückkomponente 32 in die Richtung zur Trägerfläche 22A gedrückt und das plastifizierbare Material PM in die Vertiefungen 22B gefüllt. Dabei treibt das Erwärmungsmittel 40 das Erwärmungsgerät 41 an und das plastifizierbare Material PM wird erwärmt und erweicht, sodass das Einfüllen des plastifizierbaren Materials PM in die Vertiefungen 22B einfacher wird. Anschließend wird der Detektor 51 durch das Positionierungsmittel 50 angetrieben und detektiert die Position der Trägerfolie BS, und basierend auf dem Detektionsergebnis werden der XY-Tisch 52 und der Drehmotor 53 durch das Positionierungsmittel 50 angetrieben und die Trägerkomponente 22 derart bewegt, dass die Vertiefungen 22B (Vorsprünge CV) an einer bestimmten Position der Trägerfolie BS angeordnet werden. Dadurch werden aus dem plastifizierbaren Material PM die Vorsprünge CV und ein die Vorsprünge CV tragendes Fundament FD gebildet, sodass ein Körper CB mit Vorsprüngen gebildet wird, bei dem an der Trägerfolie BS die Vorsprünge CV gebildet wurden. Als Nächstes wird der Gleichstrommotor 31 durch das Andrückmittel 30 angetrieben, und nachdem die Andrückkomponente 32 an ihre Anfangsposition zurückgekehrt ist, wird der Antrieb des Erwärmungsgeräts 41 durch das Erwärmungsmittel 40 unterbrochen.
  • Dann werden der mehrgelenkige Roboter 61 und das Kühlgerät 71 durch das Beabstandungsmittel 60 und das Kühlmittel 70 angetrieben, und wie in 1C gezeigt, wird die Halteplatte 62 an den Körper CB mit Vorsprüngen angelegt und das plastifizierbare Material PM gekühlt. Dadurch zieht sich das plastifizierbare Material PM zusammen, und wie in der vergrößerten Ansicht von 1C gezeigt, bildet sich zwischen den Vertiefungen 22B ein Zwischenraum CL, sodass die Vorsprünge CV aus den Vertiefungen 22B leichter entnehmbar sind. Dabei kann dadurch für eine gute Haftung zwischen dem plastifizierbaren Material PM und der Trägerfolie BS gesorgt werden, dass das plastifizierbare Material PM durch das Kühlmittel 70 gekühlt wird, während das plastifizierbare Material PM durch das Beabstandungsmittel 60 mit der Halteplatte 62 unter Druck gesetzt wird. Dann wird der Antrieb des Kühlgeräts 71 durch das Kühlmittel 70 unterbrochen, und wenn das Kühlen des plastifizierbaren Materials PM beendet ist, werden der mehrgelenkige Roboter 61 und das nicht dargestellte Druckminderungsmittel durch das Beabstandungsmittel 60 angetrieben, und nachdem der Körper CB mit Vorsprüngen, der von der Haltefläche 62A der Halteplatte 62 angesaugt und gehalten wird, von der Trägerkomponente 22 beabstandet wurde, wird der Körper CB mit Vorsprüngen, wie in 1D gezeigt, in das Wasser WT eingetaucht. Hierdurch wird das im plastifizierbaren Material PM enthaltene Polyethylenglykol PG in das Wasser WT ausgelaugt, und an den Stellen, an denen sich das Polyethylenglykol PG befunden hat, kommt es, wie in der vergrößerten Ansicht von 1D gezeigt, durch gebildete Löcher HL zu einer Aushöhlung, sodass das plastifizierbare Material PM zu einem porösen Körper wird. Anschließend wird der mehrgelenkige Roboter 61 durch das Beabstandungsmittel 60 angetrieben, der Körper CB mit Vorsprüngen, in dem die Löcher HL gebildet sind, wird zu einem nicht dargestellten nächsten Schritt transportiert, der Betrieb des nicht dargestellten Druckminderungsmittels wird unterbrochen, von dem Körper CB mit Vorsprüngen wird die Halteplatte 62 abgekoppelt und die abgekoppelte Halteplatte 62 zu ihrer Anfangsposition zurückgebracht, und ab dann der vorstehende Betrieb wiederholt.
  • Der vorstehenden Ausführungsform zufolge wird das Basismaterial BM, bei dem auf eine Fläche der Trägerfolie BS plastifizierbares Material PM aufgeschichtet wurde, auf die Trägerfläche 22A aufgesetzt, sodass der Materialtransportschritt in einem Schritt abgeschlossen wird. Infolgedessen kann die Herstellungsleistung bei der Herstellung von Körpern CB mit Vorsprüngen pro Zeiteinheit verbessert werden.
  • Die Mittel und Schritte bei der vorliegenden Erfindung unterliegen keinerlei Beschränkung, solange der Betrieb, die Funktionen oder die Schritte, die bezüglich dieser Mittel und Schritte erläutert wurden, erreicht werden können, und darüber hinaus besteht auch keinerlei Beschränkung auf die in der vorstehenden Ausführungsform dargestellten Strukturen oder Schritte nur dieser einen Ausführungsform. Beispielsweise kann es sich bei dem Materialträgerschritt um einen beliebigen Schritt handeln, solange mittels einer Trägerkomponente mit einer Trägerfläche, in der den Vorsprüngen entsprechende Vertiefungen gebildet sind, ein durch einen Materialtransportschritt transportiertes Basismaterial getragen wird, wobei diesbezüglich keinerlei Beschränkung besteht, solange es sich beim Vergleich mit dem technischen Allgemeinwissen zum Zeitpunkt dieser Anmeldung um einen solchen innerhalb dieses technischen Bereichs handelt (dies gilt auch für andere Mittel und Schritte).
  • Das Material-Transportmittel 10 kann auch derart aufgebaut sein, dass es ohne Verwendung des mehrgelenkigen Roboters 11 den mehrgelenkigen Roboter 61 gemeinsam mit dem Beabstandungsmittel 60 verwenden, um das Basismaterials BM zu transportieren, und es kann anstelle der Halteplatte 12 oder zusammen hiermit einen Saugnapf usw. verwenden.
  • Das Material-Trägermittel 20 kann auch keine Stufe 21A in dem Sockel 21 haben, es kann ein die Trägerkomponente 22 haltendes Trägerkomponente-Haltemittel, z. B. ein Druckminderungsmittel wie eine Druckminderungspumpe oder ein Vakuum-Ejektor usw., oder ein Spannfuttermotor vorgesehen werden, es kann auch keinen Sockel 21 haben, und nur aus der Trägerkomponente 22 bestehen.
  • Die Trägerkomponente 22 kann aus einem beliebigen Material wie Metall, Harz, Silikonmaterial, Kautschuk, Holz, Papier oder einer Keramik bestehen, es kann sich um eine oder um eine Mehrzahl von Vertiefungen 22B handeln, und die Trägerfläche 22A und die Vertiefungen 22B können mit einem ein Ablösen verbessernden Material wie Flusssäure oder Silikon beschichtet werden, oder dieses kann hierauf aufgetragen oder aufgeschichtet werden, damit der Körper CB mit Vorsprüngen leichter von der Trägerkomponente beabstandet werden kann.
  • Bei dem Andrückmittel 30 können ohne die Andrückkomponente 32 zu bewegen, oder während die Andrückkomponente 32 bewegt wird, durch ein Bewegen der Trägerkomponente 22 und ein Drücken des Basismaterials BM in Richtung zur Trägerfläche 22A die Vorsprünge CV gebildet werden, die Andrückkomponente 32 kann halbdurchlässig oder auch nicht durchlässig sein, es können auch ohne den Gleichstrommotor 31 und die Andrückkomponente 32 zu verwenden, der mehrgelenkige Roboter 11 und die Halteplatte 12 zusammen mit dem Material-Transportmittel 10 verwendet werden, und der mehrgelenkige Roboter 61 und die Halteplatte 62 zusammen mit dem Beabstandungsmittel 60 verwendet werden, um über die Halteplatte 12 und die Halteplatte 62 das Basismaterial BM in Richtung zur Trägerfläche 22A zu drücken und die Vorsprünge CV zu bilden, und es können auch ohne den Gleichstrommotor 31 zu verwenden, der mehrgelenkige Roboter 11 zusammen mit dem Material-Transportmittel 10 verwendet werden, und der mehrgelenkige Roboter 61 zusammen mit dem Beabstandungsmittel 60 verwendet werden, um über die Andrückkomponente 32 das Basismaterial BM in Richtung zur Trägerfläche 22A zu drücken und die Vorsprünge CV zu bilden.
  • Das Erwärmungsmittel 40 kann auch außerhalb des Sockels 21 angeordnet sein, oder es kann innerhalb der Trägerkomponente 22 und innerhalb der Andrückkomponente 32 angeordnet sein, es kann das plastifizierbare Material PM vor dem Drücken durch das Andrückmittel 30 erwärmen, es kann das plastifizierbare Material PM aber auch während des Drückens durch das Andrückmittel 30 erwärmen, oder das plastifizierbare Material PM nach dem Drücken durch das Andrückmittel 30 erwärmen, wobei es von der Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen der vorliegenden Erfindung umfasst oder auch nicht umfasst sein kann.
  • Das Positionierungsmittel 50 kann zumindest entweder die Trägerkomponente 22 oder die Andrückkomponente 32 innerhalb der XY-Ebene geradlinig oder kurvig bewegen oder drehend bewegen, es kann z. B. die Trägerkomponente 22 in die X-Richtung (oder Y-Richtung) geradlinig oder kurvig bewegen und die Andrückkomponente 32 in die Y-Richtung (oder X-Richtung) geradlinig oder kurvig bewegen, es kann auch die Trägerkomponente 22 und die Andrückkomponente 32 in eine andere Richtung als die X-Richtung oder Y-Richtung geradlinig oder kurvig bewegen, es kann die Trägerkomponente 22 und die Andrückkomponente 32 innerhalb der XY-Ebene auch nur geradlinig oder kurvig bewegen und es kann die Trägerkomponente 22 und die Andrückkomponente 32 innerhalb der XY-Ebene auch nur drehend bewegen.
  • Es können ein, zwei oder mehr Detektoren 51 vorgesehen sein, wobei dieser/diese die Position der Trägerfolie BS zur Trägerfläche 22A von der Seite der Andrückkomponente 32 detektieren kann/können, wobei dieser/diese aber auch bei einem Sockel 21 und einer Trägerkomponente 22, die durchlässig oder halbdurchlässig sind, durch diesen Sockel 21 und diese Trägerkomponente 22 hindurch die Position der Trägerfolie BS zur Trägerfläche 22A detektieren kann/können, und dieser/diese kann/können auch nicht an der Andrückkomponente 32 getragen sein.
  • Das Positionierungsmittel 50 kann eine Positionierung des plastifizierbaren Materials PM zur Trägerfläche 22A durchführen, es kann auch eine Positionierung sowohl der Trägerfolie BS als auch des plastifizierbaren Materials PM zur Trägerfläche 22A durchführen, und es kann von der Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen der vorliegenden Erfindung umfasst oder auch nicht umfasst sein.
  • Das Beabstandungsmittel 60 kann derart aufgebaut sein, dass es ohne den mehrgelenkigen Roboters 61 zu verwenden, den mehrgelenkigen Roboter 11 zusammen mit dem Material-Transportmittel 10 verwendet, um den Körper CB mit Vorsprüngen von der Trägerkomponente 22 zu beabstanden, es kann auch derart aufgebaut sein, dass ein Abziehband auf den Körper CB mit Vorsprüngen aufgeklebt wird, und der Körper CB mit Vorsprüngen dadurch von dem Trägermaterial 22 beabstandet wird, dass dem Abziehband eine Spannkraft verliehen wird, der Körper CB mit Vorsprüngen kann auch dadurch leichter von der Trägerkomponente 22 beabstandet werden, dass ein Schwingungen erzeugendes Mittel wie ein Vibrator oder eine Ultraschall-Vibrationsvorrichtung verwendet und der Körper CB mit Vorsprüngen in Schwingung versetzt wird, der Körper CB mit Vorsprüngen kann auch durch Fliehkraft entfernt werden, beim Eintauchen des Körpers CB mit Vorsprüngen in das Wasser WT kann dadurch, dass der Körper CB mit Vorsprüngen bewegt oder in Schwingungen versetzt wird, dafür gesorgt werden, dass das Polyethylenglykol PG leichter ins Wasser WT ausgelaugt wird, und es kann von der Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen der vorliegenden Erfindung umfasst oder auch nicht umfasst sein, wobei für den Fall, dass es nicht umfasst ist, durch eine andere Vorrichtung oder einen Arbeiter der Körper CB mit Vorsprüngen von der Trägerkomponente 22 beabstandet werden kann.
  • Bei dem Kühlmittel 70 kann das Kühlgerät 71 auch im Inneren der Andrückkomponente 32 oder deren Umgebung vorgesehen werden und im durch die Andrückkomponente 32 gedrückten Zustand des Basismaterials BM das plastifizierbare Material PM kühlen, es kann das plastifizierbare Material PM auch kühlen, ohne dass das Basismaterial BM gedrückt wird, es kann außerhalb der Halteplatte 62 vorgesehen sein, es kann auch im Inneren des Sockels 21 oder der Trägerkomponente 22 vorgesehen sein, es kann sich um einen Aufbau handeln, bei dem das plastifizierbare Material PM dadurch gekühlt wird, dass das plastifizierbare Material PM in eine Flüssigkeit wie Wasser oder eine Mischlösung, ein organisches Lösungsmittel wie Ethanol oder Azeton, oder ein Kühlmedium z. B. ein Öl wie Mineralöl oder synthetisches Öl getaucht wird, um einen Aufbau, bei dem das plastifizierbare Material PM dadurch gekühlt wird, dass das plastifizierbare Material PM Luft oder kühlem Wind ausgesetzt wird, oder um einen Aufbau, bei dem es ohne Verwendung des Kühlgeräts 71 das Wasser WT zusammen mit dem Auslaugungsmittel 80 verwendet, um das plastifizierbare Material PM zu kühlen, und es kann von der Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen der vorliegenden Erfindung umfasst oder auch nicht umfasst sein.
  • Das Auslaugungsmittel 80 kann ein beliebiges Auslaugungsmedium z. B. eine Flüssigkeit wie Wasser oder eine Mischlösung, ein organisches Lösungsmittel wie Ethanol oder Azeton oder ein Öl wie Mineralöl oder synthetisches Öl verwenden, solange durch dieses ein in dem Basismaterial BM enthaltenes Auslaugungsmaterial ausgelaugt werden kann, wobei durch ein Bewegen, Zirkulieren, Schütteln oder Rühren des Auslaugungsmediums ein Auslaugen des Auslaugungsmaterials in das Auslaugungsmedium erleichtert werden kann, und es kann von der Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen der vorliegenden Erfindung umfasst oder auch nicht umfasst sein.
  • Das Basismaterial-Zuführmittel PS kann ein einfacher Sockel oder ein Transportband sein, es kann auch ein selbstfahrender Wagen sein, und es kann von der Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen der vorliegenden Erfindung umfasst oder auch nicht umfasst sein.
  • Durch die Herstellungsvorrichtung EA für einen Körper mit Vorsprüngen können auch in einer fluiden Atmosphäre z. B. einem Gas wie einem einfachen oder zusammengesetzten Gas, einer Flüssigkeit wie Wasser oder einer Mischlösung, einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol oder Azeton oder einem Öl wie Mineralöl oder synthetischem Öl durch ein Drücken des Basismaterials BM in Richtung zur Trägerfläche 22A die Vorsprünge CV gebildet werden.
  • Für die Trägerfolie BS kann abgesehen von z. B. Stoff, Faserflies, Harz, Netzmaterial oder Holz eine beliebige durchlässige Komponente wie ein Metall, Harz, Silikonmaterial, Kautschuk, Holz, Papier oder Keramik, in denen Durchgangslöcher gebildet sind, verwendet werden, solange diese für zumindest entweder eine Flüssigkeit oder eine gasförmige Materie durchlässig sind, es kann aber auch für eine Flüssigkeit und eine gasförmige Materie nicht durchlässiges Metall, Harz, Silikonmaterial, Kautschuk, Holz, Papier oder Keramik (eine nicht durchlässige Komponente) verwendet werden.
  • Als plastifizierbares Material PM kann ein solches beispielhaft angeführt werden, dass sich durch Aufwenden von Energie wie Wärme oder Druck verformt und anschließend nicht wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, wie z. B. ein Metall, Ton oder Harz, wobei es sich im Fall von Harz um ein beliebiges Harz handeln kann, solange dieses Plastizität aufweist, wie z. B. PET, Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Poly(lactid-co-Glycolid)-Copolymer (PLGA), wobei es sich um ein solches aus einer Komponente handeln kann, um ein solches aus einer Mehrzahl von Komponenten, um ein solches, das nur aus einer Plastizität aufweisenden Komponente besteht, um ein solches, das aus einer Plastizität aufweisenden Komponente und einer keine Plastizität aufweisenden Komponente besteht, es kann auch ein solches verwendet werden, das nicht thermoplastisch ist, kein Auslaugungsmaterial enthält oder ein solches, das ein thermoplastisches Harz als thermoplastisches Material enthält. Das Verhältnis von plastifizierbarem Material PM und Auslaugungsmaterial kann abgesehen von 5:5 auch auf ein beliebiges Verhältnis wie z. B. 8:2 oder 1:9 eingestellt werden, wobei die Grundlage für deren Verhältnis beliebig ist und abgesehen vom Gewichtsverhältnis z. B. auch das Massenverhältnis, Volumenverhältnis oder Molverhältnis sein kann.
  • Es kann sich um ein beliebiges Auslaugungsmaterial z. B. um Natriumchlorid, Kaliumnitrat, Alaun oder Polyvinylalkohol handeln, solange es in ein Auslaugungsmedium ausgelaugt werden kann.
  • Das Basismaterial BM kann derart aufgebaut sein, dass außer der Trägerfolie BS und dem plastifizierbaren Material PM noch etwas anderes aufgeschichtet ist, wobei die Menge des plastifizierbaren Materials PM gleich der Menge der Kapazität der Vertiefungen 22B oder größer als die Kapazität der Vertiefungen 22B sein kann
  • Die Höhe der Vorsprünge CV kann 100 nm bis 3 mm betragen, kleiner oder gleich 100 nm oder größer oder gleich 3 mm sein. Insbesondere bei einer Verwendung als so genannte Mikronadeln sollte die Höhe der Vorsprünge CV 100 µm bis 1,5 mm betragen. Das vordere Ende der Vorsprünge CV kann spitz oder auch nicht spitz sein, es kann abgerundet sein oder eine Pfeilspitzenform haben, und es kann in zwei, drei oder mehr Abzweigungen verzweigt sein.
  • Die Vorsprünge CV können kegelförmig, pyramidenförmig, rundsäulenförmig oder vierkantsäulenförmig sein oder eine hieraus kombinierte Form haben.
  • Bei dem Körper CB mit Vorsprüngen kann es sich, wie in 1E gezeigt, um einen solchen handeln, bei dem aus dem plastifizierbaren Material PM nur die Vorsprünge CV gebildet sind, und diese Vorsprünge CV direkt von der Trägerfolie BS getragen werden, oder um einen solchen, bei dem wie in 1F gezeigt, die Vorsprünge CV und das Fundament FD aus dem plastifizierbaren Material PM gebildet sind, und das Fundament FD in die Trägerfolie BS eingebettet (infiltriert) ist.
  • Als Antriebsgerät kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein elektrisches Gerät wie ein Drehmotor, ein Gleichstrommotor, ein Linearmotor, ein einachsiger Roboter, ein mehrgelenkiger Roboter, der zwei, drei oder mehr Gelenke umfasst, oder ein Aktor wie ein Luftzylinder, Hydraulikzylinder, kolbenstangenloser Zylinder, Drehzylinder usw. verwendet werden, wobei abgesehen davon auch die Verwendung eines solchen möglich ist, bei dem diese direkt oder indirekt kombiniert sind.
  • Wird bei der vorstehenden Ausführungsform als Gegenstand zum Drücken eines zu drückenden Gegenstands ein Andrückmittel oder eine Andrückkomponente wie eine Andrückrolle oder ein Druckkopf verwendet, kann anstelle der vorstehenden Beispiele oder zusammen mit diesen, abgesehen von einer Rolle, einem Rundstab, einem Blattmaterial und einer bürstenförmigen Komponente auch ein auf einem Besprühen mit einer gasförmigen Materie wie Luft oder Gas beruhender Gegenstand verwendet werden, als Struktur zum Drücken kann es sich um eine solche aus einem verformbaren Material wie Kautschuk, Harz oder Schaumstoff handeln, oder um eine Struktur aus einem nicht verformbaren Material wie Metall oder Harz, und wenn ein Gegenstand zum Tragen (Halten) einer zu tragenden Komponente (zu haltenden Komponente) wie ein Trägermittel (Haltemittel) oder eine Trägerkomponente (Haltekomponente) verwendet wird, kann ein Greifmittel wie ein mechanisches Spannfutter oder ein Spannfutterzylinder, oder eine Struktur zum Tragen (Halten) einer zu tragenden Komponente durch Coulombsche Kraft, Klebstoff (Klebefolie, Klebeband), Haftmittel (Haftfolie, Haftband), Magnetkraft, Bernoulli-Adsorption, Ansaugen-Festsaugen oder ein Antriebsgerät verwendet werden.
  • [Erläuterung der Bezugszeichen]
    • EA
    Herstellungsvorrichtung für Körper mit Vorsprüngen
    10
    Material-Transportmittel
    20
    Material-Trägermittel
    22
    Trägerkomponente
    22A
    Trägerfläche
    22B
    Vertiefung
    30
    Andrückmittel
    40
    Erwärmungsmittel
    50
    Positionierungsmittel
    70
    Kühlmittel
    80
    Auslaugungsmittel
    BM
    Basismaterial
    BS
    Trägerfolie
    CB
    Körper mit Vorsprüngen
    CV
    Vorsprung
    PG
    Polyethylenglykol (Auslaugungsmaterial)
    PM
    Plastifizierbares Material
    WT
    Wasser (Auslaugungsmedium)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2019170795 A [0003]

Claims (6)

  1. Herstellungsverfahren für einen Körper mit Vorsprüngen, bei dem in einer Trägerfolie Vorsprünge gebildet wurden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Materialtransportschritt, in dem ein plastifizierbares Material enthaltendes Basismaterial transportiert wird, ein Materialträgerschritt, in dem mittels einer Trägerkomponente mit einer Trägerfläche, in der den Vorsprüngen entsprechende Vertiefungen gebildet sind, das durch den Materialtransportschritt transportierte Basismaterial getragen wird, und ein Andrückschritt, in dem dadurch, dass das Basismaterial in die Richtung zur Trägerfläche gedrückt und das plastifizierbare Material in die Vertiefungen gefüllt wird, aus dem plastifizierbaren Material die Vorsprünge gebildet werden, ausgeführt werden, wobei im ersten Teil des Materialtransportschritts ein Basismaterial-Vorbereitungsschritt erfolgt, in dem das Basismaterial vorbereitet wird, bei dem auf eine Fläche der Trägerfolie das plastifizierbare Material aufgeschichtet wurde, und im Materialtransportschritt durch ein Anlegen des plastifizierbaren Materials an die Trägerfläche das Basismaterial auf die Trägerkomponente aufgesetzt wird.
  2. Herstellungsverfahren für einen Körper mit Vorsprüngen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das plastifizierbare Material thermoplastisch ist, und im ersten Teil des Andrückschritts oder im Andrückschritt ein Erwärmungsschritt ausgeführt wird, in dem das plastifizierbare Material erwärmt wird.
  3. Herstellungsverfahren für einen Körper mit Vorsprüngen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plastifizierbare Material ein in ein Auslaugungsmedium auslaugendes Auslaugungsmaterial enthält, und im zweiten Teil des Andrückschritts ein Auslaugungsschritt ausgeführt wird, in dem das plastifizierbare Material durch ein Eintauchen des plastifizierbaren Materials in das Auslaugungsmedium porös gemacht wird.
  4. Herstellungsverfahren für einen Körper mit Vorsprüngen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Teil des Andrückschritts ein Abkühlungsschritt ausgeführt wird, in dem das plastifizierbare Material abgekühlt wird.
  5. Herstellungsverfahren für einen Körper mit Vorsprüngen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Andrückschritt ein Positionierungsschritt ausgeführt wird, in dem die Trägerfolie zur Trägerfläche positioniert wird.
  6. Herstellungsvorrichtung für einen Körper mit Vorsprüngen, an dem Vorsprünge gebildet wurden, gekennzeichnet durch ein Material-Transportmittel, durch das ein plastifizierbares Material enthaltendes Basismaterial transportiert wird, ein Material-Trägermittel, das mittels einer Trägerkomponente mit einer Trägerfläche, in der den Vorsprüngen entsprechende Vertiefungen gebildet sind, das durch das Material-Transportmittel transportierte Basismaterial trägt, und ein Andrückmittel, durch das dadurch, dass es das Basismaterial in die Richtung zur Trägerfläche drückt und das plastifizierbare Material in die Vertiefungen gefüllt wird, aus dem plastifizierbaren Material die Vorsprünge gebildet werden, umfasst, wobei bei dem Basismaterial auf eine Fläche der Trägerfolie das plastifizierbare Material aufgeschichtet ist, und das Material-Transportmittel durch ein Anlegen des plastifizierbaren Materials an die Trägerfläche das Basismaterial auf die Trägerkomponente aufsetzt.
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