DE19815005A1

DE19815005A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden von Materialbahnen zum Aufbau von Bauteilen

Info

Publication number: DE19815005A1
Application number: DE19815005A
Authority: DE
Inventors: Kai Uwe Koch; Michael Rauch; Bernd Biesinger
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2018-04-04
Also published as: DE19815005C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von flüssigem oder pastenartigem Material in Bahnen, das aushärtet, zum schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Bauteilen auf einer Plattform mittels einer Düse. Die Form der Düsenaustrittsöffnung der Düse ist derart ausgeführt, daß eine der beiden senkrecht zueinander stehenden Symmetrieachsen der Düsenaustrittsöffnung länger als die andere Symmetrieachse ausgebildet ist. Darüber hinaus ist die räumliche Ausrichtung und die Lage der Düsenaustrittsöffnung in der x-y-Ebene in bezug auf die Verfahrrichtung der Düse während des Legens der Materialstränge zu Schichten durch Verdrehen der Düsenaustrittsöffnung, das heißt von deren Symmetrieachsen, veränderbar. Die Düsenaustrittsöffnung kann beispielsweise als Ellipse ausgebildet sein. Die Materialstränge mehrerer übereinanderliegender Schichten werden jeweils kreuzweise zueinander angeordnet. Um bei verschieden breit abgeschiedenen Materialsträngen eine konstante Höhe der Materialstränge zu erreichen, wird während des Legens von Materialsträngen die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder die Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse mittels einer Gesamtsteuervorrichtung derart geregelt, daß eine Erhöhung oder eine Erniedrigung der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Materialvorschubgeschwindigkeit der Düse in Abhängigkeit von der Winkelstellung der langen und kurzen Symmetrieachsen der Düsenaustrittsöffnung zu der Verfahrrichtung der ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von flüssigem oder pastenartigem Material in Bahnen, das aushärtet, zum schicht weisen Aufbau von dreidimensionalen Bauteilen auf einem Träger mittels einer Düse mit den Merkmalen der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 14 beschriebenen Gattungen.

Den raschen Aufbau von Prototypen führt man aus Gründen der Zeit- und Ko stenersparnis mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Abscheiden von Materialbahnen aus Düsen durch, um die unkomplizierte Fertigung komplizier ter Werkstücke als Prototyp zu ermöglichen. Sie entstehen damit direkt mit Hilfe von CAD-Daten mit nichtspanenden Herstellungsverfahren ohne werk stückspezifische Werkzeuge und Bearbeitungsprogramme. Häufig angewandt wird das Stereolithographieverfahren, das auf dem lokalen Aushärten von Po lymeren unter Einwirkung von Licht basiert. Die Stereolithographie ermöglicht die Herstellung von räumlichen Modellen von Werkstücken, die zuvor in der Regel mittels CAD auf Computern konstruiert wurden. Ein weiteres Verfahren der Herstellung derartiger dreidimensionaler Prototypen bildet das "Fused De position Modelling", das das dreidimensionale Auftragen eines geschmolzenen thermoplastischen Baustoffs durch eine dünne Düse zum Inhalt hat. Diese Dü se wird in der Regel von einem Plottermechanismus geführt, der das Werk stück nach dem Auslegen einer Schicht per Hubschritt schrittweise absenkt, um die nächste Schicht aufbringen zu können. In anderen Verfahren wird ein Kunststoffpulver zum Aufbau der einzelnen Schichten mittels einer Walze auf gebracht. Es wird bis kurz vor den Schmelzpunkt aufgeheizt und anschließend mit einem Laser hoher Leistung belichtet, so daß die einzelnen Pulverkörner mit den benachbarten Körnern verschmelzen. Durch das übereinander Anbrin gen mehrerer Schichten bildet sich ein dreidimensionaler Formkörper.

Bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Vorrichtungen und Verfah ren werden zum Ausbringen der Materialbahnen Düsen mit kreisförmigen Dü senaustrittsquerschnitt verwendet. Ein kreisförmiger Düsenaustrittsquerschnitt erzeugt eine Materialbahn konstanter Breite, so daß die Materialbahnen mehrfach parallel nebeneinander gelegt werden, um die gesamte Schichtbreite auszufüllen. Sehr häufig jedoch entspricht die Breite der Schicht nicht einem Vielfachen der Breite der von der Düse verlegten Materialbahnen, so daß die Schichtbreite nicht vollständig mit Materialbahnen ausgefüllt werden kann. Die Breite einer Schicht des zu formenden Werkstückes schwankt in der Regel auch ständig, so daß es durch das Nichtausfüllen der gerade erforderlichen Schichtbreite zu einer Minderung der Bauqualität des Prototyps kommt. Für die ständig wechselnden Breiten der verschiedenen Schichten eines Werkstückes können auch nicht ständig die Düsen des Düsensystems der Vorrichtung ge wechselt werden, da allein durch die Umrüstung und darüber hinaus durch die dann wieder zu ändernde Verfahrstrategie infolge der unterschiedlichen Brei ten der Materialbahnen durch eine andere Düse ein erheblicher zeitlicher und finanzieller Mehraufwand entstehen würde.

Um den ständig wechselnden Anforderungen einer wechselnden Schichtbreite entsprechen zu können, ist die Verlegung von unterschiedlich breiten Bahnen in einer Schicht erforderlich. Auf dem Gebiet der Extrusionsvorrichtungen ist aus der DE 41 19 653 A1 eine Extrusionsvorrichtung vorbekannt, bei der dem Extruder eine Ausförder- und Formvorrichtung vorgeschaltet ist, die einen sich verengenden Ausförderkanal aufweist, dessen Querschnitt breiter als hoch ausgeführt ist. Dabei sind oberhalb und unterhalb der Austrittsöffnung des Ausförderkanals den Kanal begrenzende Düsenlippen vorgesehen, die die Austrittsdüse der Vorrichtung bilden. Die Düsenlippen sind in Form von qua derförmigen Ansätzen ortsfest an einen die Verbindung zwischen dem Extruder und einem Ständer, in dem sich der Austrittskanal fortsetzt, bildenden Adapter block angeordnet. Die Düsenlippen sind so angeordnet, daß die Schlitzhöhe des im Ständer vorhandenen Düsenschlitzes in Abhängigkeit von der Mate rialart und der Materialmenge veränderbar ausgeführt ist. Diese Verschiebung der Düsenlippen zur Änderung des Düsenquerschnittes bzw. Düsenschlitzes beinhaltet jedoch erhebliche Abdichtungsprobleme für das aus dem Düsen schlitz tretende Material. Die Verschiebung der Düsenlippen gemäß der Kon struktion des Gegenstandes aus der DE 41 19 653 A1 ist mit erheblichem Raumbedarf ausgeführt und konstruktiv aufwendig mit entsprechenden Dicht lippen konstruiert, so daß keine feinen Strukturen mit dieser Düse gebaut wer den können, wie sie bei den Materialbahnen im schichtweisen Aufbau von Bauteilen erforderlich ist.

Aus der US-PS 55 29 471 ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von flüssigem oder pastenartigen Material in Bahnen vorbekannt. Das verwendete Material ist aushärtbar und ermöglicht damit den dreidimensionalen Aufbau von Bauteilen. Die Schichten werden mittels einer Düse abgeschieden, die senkrecht und be abstandet zu einem Träger angeordnet ist, wobei die Form der Düsenaustritts öffnung und die Querschnittsfläche der Düsenaustrittsöffnung während des Legens von Bahnen konstant ist. Es sind zwei Düsen vorgesehen, wobei die erste Düse zum Bau einer Begrenzungswand eines Bauteils vorgesehen ist. Die erste Düse ist mit zwei Kellen versehen, wobei die eine Kelle horizontal direkt unter der Düse angeordnet ist und zur Ausformung des oberen Randes der Begrenzungswand dient. Gleichzeitig ist eine zweite Kelle an der Düse an geordnet, die mit der ersten Kelle mittels eines Gelenks verbunden ist. Die zweite seitliche Kelle dient zur Ausformung eines glatten Seitenrandes der Be grenzungswand des in Schichten erstellten Bauteils. Beide Kellen sind jeweils als ebene Flächen ausgebildet. Die erste Düse zum Abscheiden der pastenar tigen Materialien wie thermoplastisches Material und dergleichen ist über einen Zylinder mit dem Extruder zur Beschickung der Düse mit dem elastischen Ma terial verbunden. Die Düse und der Zylinder sind über einen Motor verdrehbar ausgeführt, um die horizontale erste Kelle und die seitlich angeordnete zweite Kelle über Kanten der schichtweise aufzubauenden Begrenzungswand beför dern zu können. Die seitliche Kelle ist über ein Parallelogrammgestänge ge genüber der horizontal angeordneten ersten Kelle drehbeweglich in ihrer Lage veränderbar, um auf diese Weise verschiedene Winkel der seitlichen Begren zungsflächen der aufzubauenden Wand des Bauteils zu ermöglichen. Die vor gesehene zweite Düse bei der Vorrichtung gemäß der US-PS 55 29 471 ist zur Befüllung der schichtweise entstehenden Hohlräume beim Aufbau der Begren zungswälle des Bauteils mittels einer Flüssigkeit vorgesehen. Sowohl die erste Düse zur Ausformung der Begrenzungswände wie auch die zweite Düse zum Befüllen mit Flüssigkeit werden jeweils über eine Steuerung zum örtlichen Le gen der Bahnen für das entstehende Bauteil geführt, wobei der Steuerung ent sprechende Daten zum Aufbau der Gestalt des Bauteils eingegeben worden sind. Die erste und die zweite Düse gemäß der US-PS 55 29 471 können nur gleichmäßig breite Materialbahnen abscheiden. Bei dem Aufbau von größeren Flächenbreiten läßt sich beim Legen der Bahnen deshalb eine nur teilweise Auffüllung von Schichtbreiten nicht vermeiden. Die Schichten sind daher nicht gleichmäßig hoch und es wird damit die Qualität des Bauteils verringert.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, preiswerte und mit geringem technischen Aufwand herzustellende Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Abscheiden von flüssigen oder pastenartigen aushärtbaren Materialiensträngen zum Aufbau von dreidimensionalen Bautei len zu schaffen, die ein nur teilweises Ausfüllen von Schichtbreiten der zu er stellenden Bauteile und damit eine Verringerung der Bauteilqualität vermeidet, die insbesondere ohne Wechsel der Düsen und ohne Änderung der Größe und der Form der Düsenaustrittsöffnung eine Abscheidung unterschiedlich breit ausgeführter Materialstränge erlaubt, die ferner eine Beschleunigung des Schichtaufbaus der Bauteile zuläßt und deren abgelegte Materialstränge bei Bedarf stets eine konstante Höhe bzw. Materialstrangdicke aufweisen.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß die Form der Dü senaustrittsöffnung der Düse derart ausgeführt ist, daß eine der beiden senk recht zueinander stehenden Symmetrieachsen der Düsenaustrittsöffnung län ger ausgeführt ist als die andere Symmetrieachse, die damit kürzer als die er ste Symmetrieachse ausgeführt ist. Konkret heißt dies, wenn man der Düsen austrittsöffnung die Form einer Ellipse gibt, daß der Hauptachsendurchmesser der Ellipse länger als der Nebenachsendurchmesser der Ellipse ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausführung der Form der Düsenaustrittsöffnung mit einer langen und einer kurzen Symmetrieachse ermöglicht es nun eine Verdre heinrichtung, die an der Düsenaustrittsöffnung oder dem Düsensystem angreift, die räumliche Ausrichtung und Lage der Düsenaustrittsöffnung in der x-y- Ebene im Bezug auf die Verfahrrichtung der Düse während des Legens der Materialstränge zu Schichten zu verdrehen, das heißt, es wird beim Verdrehen die Symmetrieachsenlage der langen Symmetrieachse und der kurzen Sym metrieachse gegenüber der in der x-y-Ebene liegenden Plattform zum Aufbau des Bauteils mit seinen Flächen und Wänden verdreht. Auf Grund der speziel len Form der Düsenaustrittsöffnung gemäß der Erfindung verändert sich beim Verdrehen der Düsenaustrittsöffnung die Breite der abgelegten Materialsträn ge, es ist nun möglich, größere Schichtbreiten von Bauteilen durch paralleles Legen von mehreren Materialsträngen gleicher oder auch unterschiedlicher Breite soweit aufzufüllen, bis nur noch eine Restbreite an der Schichtbreite noch nicht ausgefüllt ist. Durch Verdrehen der erfindungsgemäßen Düsen austrittsöffnung läßt sich dann diese Restbreite der gesamten Schichtbreite durch eine entsprechend angepaßte Breite des zuletzt gelegten Materialstran ges vollständig auslegen und ausfüllen. Damit wird also vermieden, daß die Schichtbreiten nur teilweise ausgelegt sind und damit eine ungleichmäßige Höhe der Schicht entsteht sowie die daraus resultierenden Konsequenzen ei ner Verringerung der Bauteilqualität vermieden werden können. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des dazugehörigen Verfahrens ist es, daß eine Beschleunigung des Schichtaufbaus mehrerer Schichten bei der Bildung von dreidimensionalen Bauteilen erreicht wird, das die Düse nicht gewechselt werden muß, um verschieden breite Materialstränge zu legen und auf diese Weise eine schnellere Füllung der Schichten erreicht wird. Die Form der Düsenaustrittsöffnung kann dabei nicht nur als Ellipse ausgebildet sein, sondern auch als Rechteck mit unterschiedlicher Länge der Seitenkanten, als Raute, oder als Parallelogramm mit ungleich langen Seitenkanten. Durch all die vorstehend genannten Düsenformen wird ebenfalls erreicht, daß durch Verdrehen der Düse während des Legens der Materialstränge unterschiedlich breite Materialstränge erzeugt werden.

Das Verdrehen der Düsenaustrittsöffnung bzw. der Düse wird mittels einer Verdreheinrichtung durchgeführt, die entweder nur direkt an der Düsen austrittsöffnung angreifen kann oder derart angebracht ist, daß das gesamte Düsensystem verdreht wird, wobei das Düsensystem, mit der Zuführung des Materials und dergleichen ausgeführt ist. Das Verdrehen der Düsenaustrittsöff nung erfolgt derart, daß es sich stets um eine definierte Winkelverstellung zum Beispiel mittels eines Schrittmotors handelt, so daß genau festgelegt ist, wel che Breite der aus der Düsenaustrittsöffnung austretende Materialstrang für das aufzubauende dreidimensionale Bauteil hat, was bei der Auslegung der Verfahrstrategie der Düse für den Aufbau des Bauteils von großem Vorteil ist. Das aufzubauende Bauteil ist auf einer Plattform angeordnet und mit Hilfe einer Gesamtsteuerung wird das Legen mehrerer Materialstränge in einer ersten Schicht auf der Plattform parallel nebeneinander ausgeführt. Das Legen weite rer Materialstränge in der zweiten und allen weiteren darüberliegenden Schichten wird jeweils ebenfalls parallel zueinander, jedoch kreuzweise zu der Lage der Materialstränge in der jeweils vorhergehenden Schicht durchgeführt, wodurch erreicht wird, daß die aus mehreren übereinander liegenden Schich ten bestehenden Bauteile besonders stabil und widerstandsfähig werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Plattform für die Abla ge der in Schichten aufgebauten Bauteile einmal starr angeordnet sein kann, während die Düse mittels eines Programms der Gesamtsteuerung geregelt über die Plattform verfahren wird. Es kann jedoch auch die umgekehrte Anord nung ausgeführt werden, nämlich daß die Düse zum Abscheiden der Material stränge der in Schichten aufgebauten Bauteile starr angeordnet ist, während die Plattform durch ein Programm der Gesamtsteuerung geregelt unter der Dü se entsprechend verfahren wird. Bei Bildung der Schichten für das dreidimen sionale Bauteil wird die Plattform für die Materialstränge oder das Düsensy stem mit der Düse senkrecht in z-Richtung zur x-y-Ebene in der die Plattform liegt, verfahrbar ausgeführt. Um ein Aushärten der verwendeten Materialsträn ge zu erreichen, wird die Plattform selbst und/oder die Umgebung der Plattform und/oder der Innenraum eines Behälters, in dem die Plattform angeordnet ist, angepaßt an das von der Düse abgeschiedene Material entsprechend tempe riert beheizt.

Wird die Düse bzw. die Düsenaustrittsöffnung geführt von der Gesamtsteue rung über die in der x-y-Ebene liegende Plattform geführt und dabei die Dü senaustrittsöffnung verdreht, so daß sich unterschiedlich breite Materialstränge ergeben, so kann es bei dem Aufbau bestimmter Wände von Bauteilen von Vorteil sein, daß die Höhe bzw. Strangdicke des einzelnen Materialstrangs bei einem schmäler werdenden Materialstrang durch Drehen der Düse höher bzw. die Dicke des Strangs größer ausfällt als bei unverdrehter Düse, die die maxi male Breite des mit dieser Düse erzielbaren Materialstrangs abscheidet. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es jedoch, die abgelegten Mate rialstränge auch mit einer konstanten Höhe bzw. konstanten Strangdicke aus zuscheiden, wenn die Strangbreite durch Verdrehen der Düsenaustrittsöffnung schmäler wird. Dies geschieht dadurch, daß während des Legens von Materi alsträngen die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse mittels der Gesamtsteuervorrichtung derart geregelt wird, daß eine Erhöhung oder eine Erniedrigung der Fortbewegungsgeschwindkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge und/oder der Materialvorschubgeschwindigkeit der Düse in Abhängigkeit von der Winkelstellung der langen und kurzen Sym metrieachsen der Düsenaustrittsöffnung zu der Verfahrrichtung der Düse er folgt.

Die Regelung der Höhe bzw. der Strangdicke der abgeschiedenen Material stränge während des Verdrehens der Düsenaustrittsöffnung durch die Ver drehvorrichtung geschieht in der nachfolgend geschilderten Weise. Die Steue rung wird dazu derart durchgeführt, daß die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge und/oder der Materialvor schubgeschwindigkeit in der Düse während des Verdrehens ausgehend vom Zustand beim Zusammenfallen der kurzen Symmetrieachse der Düse mit der Fortbewegungsrichtung der Düse oder der Plattform für die Materialstränge gegenüber der Fortbewegungsgeschwindigkeit und/oder der Materialvorschub geschwindigkeit beim Zusammenfallen der langen Symmetrieachse der Düse mit der Fortbewegungsrichtung der Düse oder der Plattform für die Material stränge verringert wird. Das heißt konkret, daß bei dem Verdrehen von dem Zustand des Zusammenfallens der kurzen Symmetrieachse der Düse mit der Fortbewegungsrichtung der Düse zu dem Zustand des Zusammenfallens der langen Symmetrieachse der Düse mit der Fortbewegungsrichtung der Düse der Materialvorschub verringert wird oder die Geschwindigkeit mit der die Düse bzw. die Plattform verfahren wird. Durch diese Verringerung der Fortbewe gungsgeschwindigkeit oder der Materialfördergeschwindigkeit wird der Nach schub an Material verringert und damit die gleiche Höhe bzw. Strangdicke er zielt wie bei der Abscheidung des Materials mit maximaler Breite. Diese Rege lung funktioniert auch in umgekehrter Richtung, nämlich wenn während des Rückdrehens der Düse vom Zustand des Zusammenfallens der langen Sym metrieachse bis zum Zusammenfallen der kurzen Symmetrieachse mit der Fortbewegungsrichtung der Düse oder der Fortbewegungsrichtung der Platt form die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform und/oder Materialvorschubgeschwindigkeit dann erhöht wird.

Es zeigen:

Fig. 1 Das Maschinen-und Werkstück-Koordinatensystem auf der x-y-Ebene und der senkrecht dazu stehenden z-Achse,

Fig. 2 eine Düsenaustrittsöffnung beim Verlegen eines Materialstrangs nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 eine mit Materialsträngen zu belegende Schicht, die nur teilweise mit Materialsträngen belegt ist,

Fig. 4 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Düsenaustrittsöffnung beim Verlegen eines Materialstranges mit maximaler Strangbreite und

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Düsenaustrittsöffnung nach Fig. 4 mit verdrehter Düsenaustrittsöffnung in der x-y-Ebene.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von flüssigem oder pastenartigem Material in Bahnen zum schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Bauteilen auf einer Plattform mittels einer Düse. In Fig. 1 ist das Maschinen- und Werkstück-Koordinatensystem für die erfindungsge mäße Vorrichtung definiert, das aus einer x-y-Ebene und einer senkrecht dazu stehenden z-Achse besteht. Eine nicht dargestellte Düse ist über einer in einer x-y-Ebene liegenden Plattform angeordnet, wobei die Plattform ebenfalls nicht in den Figuren dargestellt ist. Die nicht dargestellte Düse verfügt über eine Dü senaustrittsöffnung 1, die nach dem Stand der Technik in Fig. 2 in ihrer Form mit einem rotationssymmetrischen Querschnitt 2 ausgebildet ist. Dieser rotati onssymmetrische Querschnitt 2 hat eine konstante Querschnittsfläche, über die während des Verfahrens in Verfahrrichtung 5 eine Bahn 3 aus Material ausge schieden wird, wobei die Bahn 3 stets mit einer konstanten Breite 4 aus der Düse ausgeschieden wird. Die Düse bzw. die Düsenaustrittsöffnung 1 ist dabei senkrecht zur x-y-Ebene bzw. der in dieser Ebene liegenden Plattform ausge richtet, wobei die Düsenaustrittsöffnung stets in Abstand zu der hier nicht dar gestellten Plattform in Verfahrrichtung 5 der Düse verfahren wird.

In Fig. 3 sind zwei Bahnen 3 in Verfahrrichtung 5 parallel nebeneinander auf einer Schicht 8 mit der Schichtbreite 7 verlegt. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ergeben die beiden nebeneinander gelegenen Bahnbreiten 4 der Bahn 3 eine Breite der parallelen Bahnen 6, die jedoch die Bahnbreite 7 der Schicht 8 nicht ausfüllt, so daß ein ungefüllter Bereich bzw. Fläche 9 bei der mit Bahnen 3 zu belegenden Fläche der Schicht 8 verbleibt. Der ungefüllte Bereich 9 konnte nach dem Stand der Technik entweder nicht gefüllt werden oder durch eine dritte Bahn 3 mit Überlappung und damit Doppelbelegung mit der zweiten Bahn 3 ausgefüllt werden, was sowohl die Maßhaltigkeit wie auch die Qualität der so schichtweise aufgebauten Bauteile stark beeinträchtigt hat. Es wird ausdrück lich darauf hingewiesen, daß die Darstellung einer Schicht 8 in Form eines Rechtecks nur aus Vereinfachungsgründen gewählt worden ist, da in der Regel die Schichten eines dreidimensional aufbauenden Werkstücks nicht die Form eines Rechteckklotzes haben, es sind vielmehr auf jeder Schichtebene meist mehrere Verbreiterungen und Verengungen der Schicht mit Materialsträngen auszulegen.

Um die Unzulänglichkeiten bei der Auslegung von mehreren übereinander an geordneten Schichten 8 durch nicht komplett mit Materialsträngen ausgelegte Schichten zu vermeiden, wurde die erfindungsgemäße Düse bzw. genauer die Form der Düsenaustrittsöffnung der erfindungsgemäßen Düse derart ausge führt, daß eine der beiden senkrecht zueinander stehenden Symmetrieachsen der Düsenaustrittsöffnung länger als die andere Symmetrieachse ausgebildet ist. Das heißt, daß die erfindungsgemäße Düsenaustrittsöffnung 10 über eine lange Symmetrieachse 11 und eine kurze Symmetrieachse 12 verfügt, die je weils aufeinander senkrecht stehen, siehe dazu Fig. 4. Es wird darauf verwie sen, daß die erfindungsgemäße Düse selbst nicht sondern nur ihre Düsen austrittsöffnung 10 dargestellt ist. Die erfindungsgemäße Düse ist mit einem Zuführungskanal für das als Materialstrang abzuscheidende Material verbun den, wobei das Material in der Regel durch Erwärmung in einen flüssigen oder pastenartigen Zustand versetzt wird. Die Düse selbst und der Zuführungskanal für das Material sowie die Heizeinrichtung und beispielsweise ein Manipulator zur örtlichen Führung der Düsenaustrittsöffnung über einer Plattform sind aus Übersichtlichkeitsgründen hier nicht dargestellt. Das Düsensystem mit der Dü se wird beispielsweise in dem in Fig. 1 dargestellten Koordinatensystem mittels einer Gesamtsteuerung örtlich verfahren, wobei diese Gesamtsteuerung ebenfalls nicht dargestellt ist.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsen austrittsöffnung 10 ist dort als Ellipse geformt. Es sind jedoch auch weitere Dü senaustrittsöffnungen mit einer langen und einer kurzen Symmetrieachse mög lich, beispielsweise in Form eines Rechtecks mit unterschiedlicher Länge für jeweils parallel sich gegenüberliegende Seitenkanten, darüber hinaus kann die Düsenaustrittsöffnung als Raute mit einer langen und einer kurzen Symmetrie achse und schließlich auch als Parallelogramm mit ungleich langen Seiten kanten ausgeführt sein, bei dem sich ebenfalls eine lange und eine kurze Symmetrieachse ergibt. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Düsen austrittsöffnung der Düse jede andere Form annehmen, die eine lange Sym metrieachse in der einen und eine senkrecht dazu stehende kurze Symmetrie achse für die andere Richtung ergibt, Voraussetzung ist nur, daß die Quer schnittfläche und die Form der Düsenaustrittsöffnung während des Legens der Materialstränge konstant sind. An der Düsenaustrittsöffnung 10 oder wahlweise an der Düse als Bestandteil des gesamten Düsensystems ist eine Verdrehein richtung angeordnet, die entweder nur die Düsenaustrittsöffnung 10 oder das gesamte Düsensystem verdrehen kann. Die Verdrehung der Düsenaustrittsöff nung bzw. des gesamten Düsensystems erfolgt mit der Verdreheinrichtung, die hier nicht dargestellt ist, stets um eine definierte Winkelverstellung beispiels weise mittels einem Schrittmotor oder jedem anderen Fortbewegungsmittel, das eine definierte Winkelverstellung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Düsen austrittsöffnung 10 wird mittels eines hier nicht dargestellten Manipulators in einer parallelen x-y-Ebene bewegt, die im Abstand zu der x-y-Ebene liegt, in der die hier nicht dargestellte Plattform sich befindet, auf der ein Materialstrang 13 beim Verfahren der Düsenaustrittsöffnung 10 in Verfahrrichtung 5 der Düse abgeschieden wird. Bei der Ausbildung der Düsenaustrittsöffnung 10 als Ellip se und der Lage der Düsenaustrittsöffnung gemäß Fig. 4, steht die lange Sym metrieachse 11 senkrecht zu der Verfahrrichtung 5 der Düsenaustrittsöffnung, was bedeutet, daß die Breite 14 des Materialstranges 13 hier ihre maximale Breite beim Abscheiden des Materialstrangs erreicht hat.

Ist nun beispielsweise eine Schicht 8 in der Schichtbreite 7 mittels der erfin dungsgemäßen elliptischen Düsenaustrittsöffnung 10 mit Materialsträngen auszulegen, so wird nach dem Verlegen zweier paralleler Stränge 13 der ver bleibende ungefüllte Bereich 9 der Schicht 8 nun ebenfalls mit der erfindungs gemäßen Düsenaustrittsöffnung 10 mit einem Materialstrang belegt. Dies ge schieht dadurch, daß die räumliche Ausrichtung und die Lage der Düsen austrittsöffnung 10 in der x-y-Ebene im Bezug auf die Verfahrrichtung 5 der Düse während des Legens der Materialstränge 13 zu Schichten durch Verdre hen der Düsenaustrittsöffnung 10, das heißt durch Verdrehen von deren Sym metrieachsenlage verändert wird. Konkret bedeutet das, wie aus Fig. 5 zu erse hen ist, daß die lange Symmetrieachse 11 in der x-y-Ebene in Richtung der Verfahrrichtung 5 der Düse verdreht wird, wobei sich die kurze Symmetrieach se entsprechend dazu mit verdreht. Aus der Fig. 5 ist deutlich ersichtlich, daß nunmehr durch Verdrehen der elliptischen Form der erfindungsgemäßen Dü senaustrittsöffnung 10 die Breite 15 des Materialstranges 13 kleiner wird ge genüber der Breite 14 nach Fig. 4, wenn die erfindungsgemäße Düsenaustritts öffnung 10 noch mit ihrer langen Symmetrieachse 11 senkrecht zur Verfahr richtung 5 ausgerichtet ist. Deshalb ist es möglich, den ungefüllten Bereich 9 der Schicht 8, der in seiner Breite wiederum kleiner ist als die Breite 14 des Materialstrangs 13 allein durch Verdrehen der Düsenaustrittsöffnung komplett mit einem Materialstrang auszufüllen. Je nach den Erfordernissen des Anwen dungsfalls in der Praxis ist es deshalb bei geeigneter Wahl des Längenverhält nisses der langen Symmetrieachse zur kurzen Symmetrieachse und einer ent sprechend ausgebildeten Form der Düsenaustrittsöffnung 10 jederzeit möglich, ständig wechselnde Schichtbreiten 7 einer Schicht 8 vollkommen gleichmäßig mit Materialsträngen 13 zu belegen, ohne daß es ungefüllte Bereiche 9 bei der Schichtbreite oder doppelt belegte Bereiche der Schichtbreite 7 gibt. Die Steuerung des Düsensystems bzw. der Düse mit der Düsenaustrittsöffnung 10 in Verfahrrichtung wie auch die Verdrehung um definierte Winkelstellungen der erfindungsgemäßen Düsenaustrittsöffnung 10 erfolgt mit Hilfe der Ge samtsteuerung, die nach einem eingegebenen Verfahrplan für die jeweils über einander abzulegenden Schichten 8 für das in dreidimensionaler Form zu er stellende Werkstück arbeitet. Eine optimale Füllung der Schichten 8 mit unter schiedlichen Strangbreiten kann mit der Gesamtsteuerung vor Beginn des Bauprozesses mit Hilfe einer Prozeßbahnplanung errechnet werden. Die Platt form, auf der die Materialstränge 13 zu Schichten abgelegt werden, wird dabei nach Beendigung des Abscheidens einer Schicht 8 mit Hilfe eines hier nicht dargestellten Antriebs um die jeweilige Höhe bzw. Schichtdicke der Stränge 13 in z-Richtung nach unten verfahren. Die Plattform kann dabei kippbar ausge führt sein, so daß das Abscheiden von Materialsträngen 13 stets in einer hori zontalen Ebene auf der Plattform bzw. dem aufzubauenden Werkstück erfolgt.

Das Auslegen von Schichten mit mehreren parallelen Materialsträngen 13 mit Hilfe der Gesamtsteuerung erfolgt in einer ersten Schicht derart, daß nach dem Legen der ersten Schicht mit mehreren parallelen Materialsträngen 13 auf der Plattform das Legen weiterer Materialstränge 13 in der zweiten und allen weite ren darüberliegenden Schichten jeweils parallel zueinander, jedoch beispiels weise kreuzweise zu der Lage der Materialstränge 13 in der vorhergehend ge legten Schicht erfolgt, jedoch sind auch andere Verlegungsmuster als kreuz weise möglich. Das kreuzweise Verlegen mehrerer Materialstränge in überein ander angeordneten Schichten kann beispielsweise im Winkel von 90° von der einen zur anderen Schicht wechseln, es können jedoch auch andere Winkel < 90° verwendet werden, wenn der Anwendungsfall beim Aufbau eines dreidi mensionalen Werkstückes dies erfordert. Die kreuzweise Verlegung von pa rallelen Materialsträngen in übereinander angeordneten Schichten erhöht bei entsprechenden Materialeigenschaften die Qualität des erstellten Bauteils. Das Düsensystem, das hier nicht dargestellt ist, umfaßt auch eine Erwärmungsein richtung zum Aufschmelzen der verwendeten Stoffe, bevor sie der Düse bzw. Düsenaustrittsöffnung in flüssigem oder pastenartigen Zustand zugeführt wer den. Als für die Materialstränge 13 zu verarbeitende Stoffe kommen aushärtba re Kunststoffe, wie beispielsweise Thermoplaste oder aushärtbare Pulver- Binder-Gemische in Frage, wobei hier hochschmelzende Pulverstoffe, bei spielsweise aus Edelstahl, Kupfer und dergleichen mit einem Binder aus Wachs, Polymer oder anderen Stoffen verwendet werden können. Es sind auch Keramikpulver-Binder-Gemische verwendbar. Generell lassen sich mit der er findungsgemäßen Düsenaustrittsöffnung alle aushärtbaren Werkstoffe, die in flüssiger oder pastenartiger Form verarbeitet werden können, einsetzen. Die von der Düsenaustrittsöffnung 10 abgeschiedenen Materialstränge 13 auf der Plattform bzw. dem im Entstehen begriffenen dreidimensionalen Bauteil können entweder pro Schicht oder gleichzeitig für mehrere abgeschiedene Schichten dadurch ausgehärtet werden, daß die Plattform selbst und/oder die Umgebung der Plattform und/oder der Innenraum eines Behälters (nicht dargestellt), in dem die Plattform angeordnet ist, angepaßt an die Eigenschaften des von der Düse abgeschiedenen Materials entsprechend temperiert wird. Dies kann bei spielsweise mit Hilfe eines Flüssigkeitsbades, durch Bestrahlung oder durch Beheizen des Bauteils selbst erfolgen. Durch das Regeln der Temperatur der abgeschiedenen Materialstränge des entstehenden dreidimensionalen Bauteils wird die Temperatur der abgeschiedenen Materialstränge an die Temperatur des neu abzuscheidenden Materials durch die Düsenaustrittsöffnung angegli chen, so daß eine größere Präzision und Genauigkeit des Herstellungsprozes ses ermöglicht wird, es werden so unnötige Spannungen in dem Material und Verzugserscheinungen vermieden. Das Aufbringen der Materialstränge bzw. das dazu erforderliche Verfahren kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Einmal kann die Plattform für die Ablage der in Schichten aufzubauenden Bauteile starr angeordnet sein, während die Düse mit ihrer Düsenaustrittsöff nung 10 mittels eines Programmes der Gesamtsteuerung geregelt über der Plattform verfahren wird. Zum Anderen kann die Düse mit ihrer Düsenaustritts öffnung 10 zum Abscheiden der Materialstränge 13 der in Schichten aufzubau enden Bauteile starr angeordnet sein, während die Plattform durch ein Pro gramm der Gesamtsteuerung geregelt unter der Düse bzw. der Düsenaustritts öffnung 10 verfahren wird.

Das Auslegen einer Schicht mit Materialsträngen 13 beginnt zunächst in der Regel mit einer Stellung der Düsenaustrittsöffnung 10, bei der die lange Sym metrieachse senkrecht zur Verfahrrichtung 5 der Düse bzw. der Düsen austrittsöffnung steht. Bei einem derartig gelegten Materialstrang beträgt die Strangbreite 14 ein Maximum an erreichbarer Strangbreite mit der Düsen austrittsöffnung 10. Wird nun mit Hilfe der Verdreheinrichtung die Düsen austrittsöffnung 10 bzw. die lange Symmetrieachse 11 in Richtung der Verfahr richtung 5 der Düse verstellt, so wird nicht nur die Strangbreite 15 des Strangs 13 schmäler, sondern wenn man die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse bzw. der Plattform und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit der Düse konstant läßt, ergibt das eine größere Höhe bzw. Schichtdicke des Material stranges 13, da auf eine kleinere Strangbreite die gleiche Menge an plasti schem Material wie bei größerer Strangbreite gefördert wird. Eine größere Schichtdicke des Materialstranges 13 kann bei gewissen Konstruktionen und Anwendungen sinnvoll sein. In der Regel wird jedoch eine gleichmäßige und konstante Höhe bzw. Schichtdicke des Materialstrangs zum Legen einer Schicht gewünscht. Um eine konstante Schichtdicke auch bei geringerer Strangbreite 15 für den Materialstrang 13 zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß während des Legens von Materialsträngen 13 die Fortbewe gungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge 13 und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse mittels der Ge samtsteuervorrichtung derart geregelt wird, daß eine Erhöhung oder eine Er niedrigung der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge und/oder der Materialvorschubgeschwindigkeit der Düse in Abhängigkeit von der Winkelstellung der langen und kurzen Symmetrieachsen die Düsenaustrittsöffnung zu der Verfahrrichtung der Düse erfolgt.

Das heißt konkret, daß die Steuerung derart durchgeführt wird, daß die Fort bewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse während des Ver drehens ausgehend vom Zustand beim Zusammenfallen der kurzen Symmetrie achse 12 der Düse mit der Fortbewegungsrichtung der Düse oder der Plattform für die Materialstränge gegenüber der Fortbewegungsgeschwindigkeit und/oder der Materialvorschubgeschwindigkeit beim Zusammenfallen der lan gen Symmetrieachse 11 der Düse mit der Fortbewegungsrichtung 5 der Düse oder der Plattform für die Materialstränge 13 verringert wird. Während des Rückdrehens der Düse vom Zustand des Zusammenfallens der langen Sym metrieachse 11 bis zum Zusammenfallen der kurzen Symmetrieachse 12 mit der Fortbewegungsrichtung 5 der Düse oder der Fortbewegungsrichtung der Plattform für die Materialstränge 13 wird dagegen die Fortbewegungsge schwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit erhöht. Durch eine Auslegung und Abstim mung der Gesamtsteuerung auf die verwendete Form der Düsenaustrittsöff nung 10 läßt sich so eine exakt konstante Höhe bzw. Schichtdicke der Materi alstränge 13 während des Verdrehens der Düsenaustrittsöffnung 10 erreichen.

Bezugszeichenliste

1

Düsenaustrittsöffnung

2

rotationsymmetrischer Querschnitt

3

Bahn

4

konstante Breite

5

Verfahrrichtung der Düse

6

Breite der parallelen Bahnen

7

Schichtbreite

8

Schicht

9

ungefüllter Bereich

10

Düsenaustrittsöffnung

11

lange Symmetrieachse

12

kurze Symmetrieachse

13

Materialstrang

14

Strangbreite

15

Strangbreite

Claims

1. Vorrichtung zum Abscheiden von flüssigem oder pastenartigem Material in Bahnen, das aushärtet, zum schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Bauteilen auf einem Träger mittels einer Düse, die senkrecht, verdrehbar und beabstandet zu dem Träger angeordnet ist, und ferner die Querschnitts fläche und die Form der Düsenaustrittsöffnung während des Legens von Bahnen konstant ist, wobei das Abscheiden und das örtliche Legen von Bahnen auf dem Träger mit der Düse gemäß in eine Steuerung einpro grammierten Datenvorgaben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Düsenaustrittsöffnung (10) der Düse derart ausgeführt ist, daß ei ne der beiden senkrecht zueinander stehenden Symmetrieachsen der Dü senaustrittsöffnung länger (lange Symmetrieachse (11)) als die andere Sym metrieachse (kurze Symmetrieachse (12)) ausgebildet ist, und daß die räumliche Ausrichtung und Lage der Düsenaustrittsöffnung (10) in der x-y- Ebene in Bezug auf die Verfahrrichtung (5) der Düse während des Legens der Materialstränge (13) zu Schichten durch Verdrehen der Düsenaustritts öffnung (10), das heißt von deren Symmetrieachsenlagen (11, 12) veränder bar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Düsenaustrittsöffnung (10) der Düse als Ellipse ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Düsenaustrittsöffnung (10) der Düse als Rechteck mit unterschiedlicher Länge der Seitenkanten oder als Raute oder als Parallelogramm mit un gleich langen Seitenkanten ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Verdreheinrichtung vorgesehen ist, und daß mit der Verdreheinrichtung nur die Düsenaustrittsöffnung (10) oder das gesamte Düsensystem mit Düsenaustrittsöffnung (10) drehbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdre heinrichtung stets eine definierte Winkelverstellung zum Beispiel mittels ei nes Schrittmotors ausführt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß mit Hilfe einer Gesamtsteuerung das Legen mehrerer Materialstränge (13) in einer ersten Schicht auf der Plattform parallel neben einander geschieht, und daß das Legen weiterer Materialstränge (13) in der zweiten und allen weiteren darüberliegenden Schichten jeweils ebenfalls parallel zueinander, jedoch kreuzweise zu der Lage der Materialstränge (13) in der vorhergehenden Schicht erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Plattform für die Ablage der in Schichten aufzubau enden Bauteile starr angeordnet ist, während die Düse mittels eines Pro gramms der Gesamtsteuerung geregelt über der Plattform verfahren wird.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Düse zum Abscheiden der Materialstränge (13) der in Schichten aufzubauenden Bauteile starr angeordnet ist, während die Plattform durch ein Programm der Gesamtsteuerung geregelt unter der Düse verfahren wird.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Plattform für die Materialstränge (13) oder das Dü sensystem mit Düse senkrecht in z-Richtung zur x-y-Ebene, in der die Platt form liegt, verfahrbar ausgeführt ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform selbst und/oder die Umgebung der Plattform und/oder der Innenraum eines Behälters, in dem die Plattform an geordnet ist, angepaßt an die Eigenschaften des von der Düse abgeschie denen Materials entsprechend temperiert wird.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Legens von Materialsträngen (13) die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Material stränge (13) und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse mittels der Gesamtsteuervorrichtung derart geregelt wird, daß eine Erhö hung oder eine Erniedrigung der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) und/oder der Materialvor schubgeschwindigkeit der Düse in Abhängigkeit von der Winkelstellung der langen und kurzen Symmetrieachsen (11, 12) der Düsenaustrittsöffnung (10) zu der Verfahrrichtung (5) der Düse erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung derart durchgeführt wird, daß die Fort bewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Material stränge (13) und/oder der Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse während des Verdrehens ausgehend vom Zustand beim Zusammenfallen der kurzen Symmetrieachse (12) der Düse mit der Verfahrrichtung (5) der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) gegenüber der Fortbe wegungsgeschwindigkeit und/oder der Materialvorschubgeschwindigkeit beim Zusammenfallen der langen Symmetrieachse (11) der Düse mit der Verfahrrichtung (5) der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) verringert wird.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Rückdrehens der Düse vom Zustand des Zusammenfallens der langen Symmetrieachse (11) bis zum Zusam menfallen der kurzen Symmetrieachse (12) mit der Verfahrrichtung (5) der Düse oder der Fortbewegungsrichtung der Plattform für die Materialstränge (13) die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit erhöht wird.

14. Verfahren zum Abscheiden von flüssigem oder pastenartigem aushärtbarem Material in Bahnen mit einer Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von dreidimensionalen Bauteilen auf einem Träger mittels einer Düse, bei dem ferner die Querschnittsfläche und die Form der Düsenaustrittsöffnung wäh rend des Legens von Bahnen konstant gehalten wird, wobei das Abscheiden und das örtliche Legen von Bahnen auf den Träger mit der verdrehbaren Düse gemäß in eine Steuerung einprogrammierten Datenvorgaben ausge führt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Düsenaustrittsöffnung (10), deren eine Symmetrieachse länger (lange Symmetrieachse (11)) als die andere senkrecht dazu stehende Symmetrieachse (kurze Symmetrieach se (12)) ausgebildet ist und daß die räumliche Ausrichtung und Lage der Düsenaustrittsöffnung (10) in der x-y-Ebene in Bezug auf die Verfahrrichtung (5) der während des Legens der Materialstränge (13) zu Schichten durch Verdrehen der Düsenaustrittsöffnung (10), das heißt von deren Symmetrie achsenlagen (11, 12) verändert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Ver dreheinrichtung nur die Düsenaustrittsöffnung (10) oder das gesamte Dü sensystem mit Düsenaustrittsöffnung (10) gedreht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdre heinrichtung stets um eine definierte Winkelverstellung weiterdreht.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Gesamtsteuerung mehrere Material stränge (13) in einer ersten Schicht auf der Plattform parallel nebeneinander verlegt werden, und daß weitere Materialstränge (13) in der zweiten und al len weiteren darüberliegenden Schichten jeweils ebenfalls parallel zueinan der jedoch kreuzweise zu der Lage der Materialstränge (13) in der vorher gehenden Schicht verlegt werden.

18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß während des Legens von Materialsträngen (13) die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Material stränge (13) und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse mittels der Gesamtsteuervorrichtung derart geregelt wird, daß eine Erhö hung oder eine Erniedrigung der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) und/oder der Materialvor schubgeschwindigkeit der Düse in Abhängigkeit von der Winkelstellung der langen und kurzen Symmetrieachsen (11, 12) der Düsenaustrittsöffnung (10) zu der Verfahrrichtung (5) der Düse erfolgt.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß derart gesteuert wird, daß die Fortbewegungsge schwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) und/oder der Materialvorschubgeschwindigkeit in der Düse während des Verdrehens ausgehend vom Zustand beim Zusammenfallen der kurzen Symmetrieachse (12) der Düse mit der Verfahrrichtung (5) der Düse oder der Plattform für den Materialstränge (13) gegenüber der Fortbewegungsge schwindigkeit und/oder der Materialvorschubgeschwindigkeit beim Zusam menfallen der langen Symmetrieachse (11) der Düse mit der Verfahrrichtung (5) der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) verringert wird.

20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß während des Rückdrehens der Düse vom Zustand des Zusammenfallens der langen Symmetrieachse (11) bis zum Zusam menfallen der kurzen Symmetrieachse (12) mit der Verfahrrichtung (5) der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) die Fortbewegungsge schwindigkeit der Düse oder der Plattform für die Materialstränge (13) und/oder die Materialvorschubgeschwindigkeit erhöht wird.

21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 20, gekenn zeichnet dadurch, daß die Plattform selbst und/oder die Umgebung der Plattform und/oder der Innenraum eines Behälters, in dem die Plattform an geordnet ist, angepaßt an die Eigenschaften des von der Düse abgeschie denen Materials entsprechend temperiert wird.