DE19900963A1 - Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Strukturen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler StrukturenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens einer dreidimensionalen Struktur, wobei zum Erzielen der Strukturen einzelne Schichten übereinander angeordnet und miteinander kraftschlüssig verbunden werden, und die Schichten entsprechend einer durch ein CAD-Programm vorgegebenen Geometrie durch ein Bearbeitungswerkzeug strukturiert werden. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß die wenigstens eine Struktur (12) aus schichtweisem Fügen thermoplastischer Kunststoffe erhalten wird, die als Folien (24) diskontinuierlich übereinander angeordnet werden, wobei eine Erstreckung der Folie (24) in x-, y-Richtung mindestens der x-, y-Erstreckung der zu erzielenden Struktur (12) entspricht, und nachfolgend durch das Bearbeitungswerkzeug (16) eine Strukturierung in x-, y- und z-Richtung der einzelnen Schichten erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Strukturen mit den
im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Verfahren der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Solche Verfahren dienen
beispielsweise dem Erstellen eines Modells, welches zuvor mit Hilfe eines geeigneten
Softwareprogrammes entworfen wurde. Dies ist insbesondere deshalb notwendig, da oft
spezifische Eigenschaften des Modells nicht über eine Simulation zugänglich sind.
Bekannte Verfahren erstellen dreidimensionale Strukturen, entweder durch Vorgabe
einer dreidimensionalen Schablone (Negativform), die abgeformt wird, oder die Struktur
entsteht durch ein Aufeinanderschichten einzelner Schichten. Letzteres Verfahren ist als
sogenanntes LOM-Verfahren (laminated object manufacturing) bekannt.
Bei dem LOM-Verfahren werden einzelne Schichten aus Papier oder keramischen
Werkstoffen gefügt. Nachteilig hierbei ist zum einen, daß zur Erstellung einer
kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Schichten ein Zusatzstoff (Haftvermittler)
notwendig ist und dieser durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt vor oder während des
Verfahrens aufgetragen werden muß. Abgesehen davon, daß ein solches Verfahren 1
sehr zeitaufwendig ist, treten infolge der zusätzlichen Arbeitsschritte auch zusätzliche
Fehlerquellen auf, die die Genauigkeit der Struktur negativ beeinflussen.
In den bekannten Verfahren dienen üblicherweise CAD-Programme dazu, zunächst eine
zu erzeugende dreidimensionale Struktur (CAD-Modell) zu erstellen und mittels einer
dann gegebenen Geometrie ein Bearbeitungswerkzeug zu steuern. Im Rahmen des
LOM-Verfahrens ist das Bearbeitungswerkzeug beispielsweise ein Laser.
Bei dem bekannten LOM-Verfahren werden dabei folgende Arbeitsschritte durchgeführt:
Zunächst wird auf eine bestehende Schicht eine neue Schicht aufgebracht. Diese neuen Schicht weist üblicherweise eine Erstreckung in x-, y-Richtung auf, die mindestens der x- y-Erstreckung der bestehenden Schicht entspricht. Die beiden Schichten werden dann - wie erläutert - kraftschlüssig verbunden. Nachfolgend wird die neue Schicht durch den Laser bearbeitet und zwar entsprechend der Geometrie, die durch das CAD-Modell vorgegeben ist. Bei allen bekannten RT (rapid prototyping)-Verfahren ist dabei ein Bearbeitungswinkel des Laser fest vorgegeben. Der Bearbeitungswinkel beträgt dabei 90°, das heißt, daß eine Bearbeitungsrichtung des Lasers senkrecht zu der zu bearbeitenden Schicht gegeben ist. Durch den Laser wird dann mittels Laserschnitt eine der Geometrie der Struktur entsprechende Außenkontur der zu bearbeitenden Schicht erzeugt.
Zunächst wird auf eine bestehende Schicht eine neue Schicht aufgebracht. Diese neuen Schicht weist üblicherweise eine Erstreckung in x-, y-Richtung auf, die mindestens der x- y-Erstreckung der bestehenden Schicht entspricht. Die beiden Schichten werden dann - wie erläutert - kraftschlüssig verbunden. Nachfolgend wird die neue Schicht durch den Laser bearbeitet und zwar entsprechend der Geometrie, die durch das CAD-Modell vorgegeben ist. Bei allen bekannten RT (rapid prototyping)-Verfahren ist dabei ein Bearbeitungswinkel des Laser fest vorgegeben. Der Bearbeitungswinkel beträgt dabei 90°, das heißt, daß eine Bearbeitungsrichtung des Lasers senkrecht zu der zu bearbeitenden Schicht gegeben ist. Durch den Laser wird dann mittels Laserschnitt eine der Geometrie der Struktur entsprechende Außenkontur der zu bearbeitenden Schicht erzeugt.
Nachteilig bei einem solchen Verfahren ist die senkrechte Bearbeitungsrichtung und
zwar aus folgenden Gründen:
Zum einen muß die Geometrie der Struktur zunächst in eine Abfolge einzelner Schichten zerlegt werden. Anschließend wird ausgehend von den Geometrien zweier aufeinanderfolgenden Schichten eine Bearbeitungsgeometrie berechnet, nach der der Laser den Schnitt durchführt. Ein solches Vorgehen benötigt einen erheblichen Rechenaufwand, der stark ansteigt, je dichter die Abfolge der einzelnen Schichten ist. Nicht abwendbar ist dabei ein Informationsverlust ausgehend von dem CAD-Modell zu einem Bearbeitungsmodell und damit einhergehend entsprechende Abweichung (Fehler) der Kontur der zu erzeugenden Struktur.
Zum einen muß die Geometrie der Struktur zunächst in eine Abfolge einzelner Schichten zerlegt werden. Anschließend wird ausgehend von den Geometrien zweier aufeinanderfolgenden Schichten eine Bearbeitungsgeometrie berechnet, nach der der Laser den Schnitt durchführt. Ein solches Vorgehen benötigt einen erheblichen Rechenaufwand, der stark ansteigt, je dichter die Abfolge der einzelnen Schichten ist. Nicht abwendbar ist dabei ein Informationsverlust ausgehend von dem CAD-Modell zu einem Bearbeitungsmodell und damit einhergehend entsprechende Abweichung (Fehler) der Kontur der zu erzeugenden Struktur.
Zum anderen ist nachteilig, daß die Bearbeitung mittels Laserschnitt zu Schichten führt,
die in z-Richtung eine senkrechte Außenkontur aufweisen. Da herstellungsbedingt die
Schichten in ihrer Erstreckung in z-Richtung nicht beliebig minimierbar sind, weist die
erzeugte Struktur eine stufenförmige Außenkontur auf und muß nachbearbeitet werden.
Eine Nachbearbeitung ist einerseits zeitaufwendig, und andererseits können durch die
Nachbearbeitung zusätzliche Ungenauigkeiten hinsichtlich der Geometrie der Struktur
auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dreidimensionale Struktur mit wenig
Zeitaufwand und mit hoher Genauigkeit zu erstellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen
dreidimensionaler Strukturen mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Dadurch, daß die Strukturen aus schichtweisem Fügen thermoplastischer Kunststoffe
erhalten werden, die als Folienmaterial diskontinuierlich übereinander angeordnet
werden, wobei eine Erstreckung des Folienmaterials in x- und y-Richtung mindestens
der x-, y-Erstreckung der zu erzielenden Struktur entspricht, und nachfolgend durch das
Bearbeitungswerkzeug eine Strukturierung von x-, y- und z-Richtung der einzelnen
Schichten erfolgt, kann in sehr einfacher Weise und mit hoher Genauigkeit die
dreidimensionale Struktur erzeugt werden.
Weiterhin ist bevorzugt, das Folienmaterial auf Rollen aufzuziehen und einem
Arbeitsbereich zuzuführen. Auf diese Weise kann der Arbeitsablauf wesentlich
beschleunigt werden, da einerseits eine hohe Vorschubgeschwindigkeit gewährt werden
kann, und andererseits ein Wechseln der Rollen bei einer entsprechenden
Ausgestaltung wenig zeitaufwendig ist.
Bevorzugt ist ferner, daß beliebige thermoplastische Kunststoffe, das heißt, aus einem
aus der Gruppe der zur Verfügung stehenden thermoplastischen Kunststoffe wird ein
thermoplastischer Kunststoff ausgewählt, eingesetzt werden können, so daß
entsprechend den Erfordernissen der zu erzeugenden Struktur eine hohe Variabilität
gegeben ist. Zudem war der Einsatz dieser Materialien bisher nicht möglich.
Desweiteren ist bevorzugt, das Verschmelzen der einzelnen Schichten aus
thermoplastischem Kunststoff mittels einer Sonotrode durchzuführen, da ein solches
Arbeitsverfahren sehr schnell durchzuführen ist, und eine thermische oder mechanische
Belastung tieferliegender Schichten im wesentlichen vermieden wird. Zusätzliche
Haftvermittler zwischen den Schichten sind nicht mehr notwendig.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Bearbeitungswerkzeug eine
Fräse, insbesondere eine Hochgeschwindigkeitsfräse, eingesetzt, und die während der
Strukturierung anfallenden Stäube oder Partikel werden durch eine Absaugeinrichtung
entfernt. Eine solche Fräse hat den Vorteil, daß sie einerseits hohe
Vorschubgeschwindigkeiten erlaubt, und daß andererseits Oberflächenfehler infolge von
Krafteinwirkungen auf das Werkstück verhindert werden.
Weiterhin ist bevorzugt, eine Steuerung des Bearbeitungswerkzeuges derart zu
gestalten, daß die Strukturierung der einzelnen Schichten in x-, y- und z-Richtung
erfolgen kann. Dazu ist das Bearbeitungswerkzeug so gelagert, daß es in einem
beliebigen Winkel und in einer beliebigen Raumrichtung verlagerbar ist. Damit entfällt
die nach dem bisherigen Verfahren notwendige Berechnung einer
Bearbeitungsgeometrie aus der durch das CAD-Modell gegebenen Geometrie der
Struktur. Anstelle dessen kann zwecks Minimierung der zur Steuerung des
Bearbeitungswerkzeuges notwendigen Daten beispielsweise ein Winkel α zwischen zwei
auf der Außenkontur zweier benachbarter Bearbeitungsschichten liegender Punkte
berechnet werden. Das Bearbeitungswerkzeug führt dann entsprechend diesem Winkel
eine Bearbeitung in x-, y-, z-Richtung durch. Einerseits entfallen auf diese Weise die
Ungenauigkeiten, die infolge der Berechnung der Bearbeitungsstruktur bei dem
bisherigen Verfahren auftraten, und andererseits entfällt die Nachbearbeitung.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in
den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Anordnung der für das Verfahren
notwendigen Komponenten;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ablaufs eines Arbeitszyklus;
Fig. 3 ein beispielhaftes Modell;
Fig. 4 ein weiteres Modell und
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Ablaufs einer Datenerfassung
der Geometrie eines Modells.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung 10 der für ein Verfahren zum Herstellen
dreidimensionaler Strukturen 12 notwendigen Komponenten. Diese Komponenten sind
nur schematisch dargestellt, das heißt, nur die für das Verfahren notwendigen
Bestandteile sind aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt. Selbstverständlich
können jeder der gezeigten Komponenten Elemente beigeordnet werden, die eine
Energieversorgung, einen Datenfluß, eine Positionierung oder dergleichen ermöglichen.
Aufgrund der hohen Variabilität soll hierauf jedoch im Rahmen der Beschreibung nicht
weiter eingegangen werden. Ebenso ist eine relative Lage der einzelnen Komponenten
zueinander in einem hohen Maße variabel.
Die Anordnung 10 umfaßt ein Element 14 zum kraftschlüssigen Fügen benachbarter
Schichten und ein Bearbeitungswerkzeug 16, das eine Strukturierung der Schichten
erlaubt. Weiterhin sind eine Rechnereinheit 18 sowie eine Absaugvorrichtung 20
zugeordnet.
Oberhalb der Struktur 12 ist schematisch eine Folie 24 dargestellt, deren beiden Enden
jeweils auf eine Rolle 26 aufgezogen sind.
Das Element 14 kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine Sonotrode sein. Es
dient dazu, benachbarte Schichten aus thermoplastischem Kunststoff miteinander zu
verschmelzen. Selbstverständlich können auch andere Elemente 14 zum
kraftschlüssigen Fügen eingesetzt werden, die beispielsweise mittels Druck oder
Temperatur eine Verbindung schaffen. Besonders günstig ist jedoch eine Sonotrode, da
sie räumlich sehr begrenzt wirkt und damit eine störende Verformung unterer Schichten
verhindert.
Das Bearbeitungswerkzeug 16 ist in allen Raumrichtungen frei beweglich gelagert und
kann in seiner Ausführung sehr variabel gestaltet werden. Vorteilhafterweise kann das
Bearbeitungswerkzeug 16 eine Fräse sein, insbesondere eine
Hochgeschwindigkeitsfräse. Neben den Fräsen sind beliebige andere Werkzeuge
einsetzbar, die eine Strukturierung der zu bearbeitenden Schichten erlauben. In Frage
kommen Laser, Schneidplatten, Bohrer oder dergleichen. Welches
Bearbeitungswerkzeug 16 eingesetzt wird, hängt stark von der zu erzeugenden Struktur
12 ab. Ferner ist eine Kombination mehrerer Bearbeitungswerkzeuge 16 möglich, wobei
diese entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend die Struktur 12 formen.
Die während der Bearbeitung entstehenden Stäube oder Partikel werden durch die
Absaugvorrichtung 20 entfernt. Diese ist in einer bevorzugten Ausführungsform
beweglich gelagert und kann somit in einem Arbeitsbereich 28 verlagerbar sein.
Die Anordnung 10 umfaßt weiterhin die Rechnereinheit 18. Diese dient zum einen der
Steuerung der Komponenten während eines Arbeitszyklus des Verfahrens und
beinhaltet zum anderen ein zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur 12 fähiges
Softwareprogramm. Die Steuerung der einzelnen Arbeitsabläufe während des
Arbeitszyklus setzt eine Erfassung notwendiger Systemdaten (zum Beispiel Position der
Komponenten, Temperatur etc.) voraus, was durch geeignet Sensoren ermöglicht wird.
Eine solche Erfassung ist bekannt und wird daher in diesem Zusammenhang nicht näher
erläutert.
In bevorzugter Weise ist das Softwareprogramm ein CAD-Programm. In der Praxis wird
mittels dieses CAD-Programmes zunächst eine dreidimensionale Struktur 12 (CAD-
Modell) erarbeitet, und die sich hieraus ergebenden Daten für die Geometrie der
Struktur 12 werden zur Steuerung des Bearbeitungswerkzeuges 16 genutzt.
Die Folie 24, deren Enden auf den Rollen 26 aufgewickelt sind, und die straff gespannt
über der Struktur 12 angeordnet ist, liefert das Material für die einzelnen Schichten, die
aufeinanderfolgend die fertige Struktur 12 ergeben. Zur Veranschaulichung ist auf der
Folie 24 ein Abschnitt dargestellt, der eine neue Schicht 32 zeigt, die auf einer obersten
Schicht 30 aufgebracht werden soll.
Die Folie 24 besteht dabei in bevorzugter Weise aus einem thermoplastischen
Kunststoff. Prinzipiell besteht hinsichtlich des Materials nur die Einschränkung, daß es
sich zum einen zu einer Folie verarbeiten läßt und zum anderen geeignete
Eigenschaften aufweist, die ein dauerhaftes kraftschlüssiges Verfügen mittels des
Elementes 14 erlauben. Neben der Erzeugung von Strukturen 12 aus einem homogenen
Material sind selbstverständlich auch Verbundmaterialien einsetzbar, beispielsweise
dadurch, daß die Folie 24 einerseits aus mehreren Schichten besteht oder daß im Laufe
des Verfahrens Folien 24 aus verschiedenartigen Materialien eingesetzt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, die Folien 24 mittels der Rollen 26 einem Arbeitsbereich 28
zuzuführen. Auf diese Weise kann eine sehr hohe Vorschubgeschwindigkeit erreicht
werden und ein quasi kontinuierlicher Aufbau der Struktur 12 erfolgen.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Arbeitszyklus
während des Verfahrens. Gleiche Teile sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Der Arbeitszyklus ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in fünf einzelne
Arbeitsschritte gegliedert, die mit den Buchstaben (a) bis (e) gekennzeichnet sind.
In dem Arbeitsschritt (a) wird die Struktur 12, die auf einer Arbeitsplattform 22
eingespannt ist und die ursprünglich an der Folie 24 anlag, nach unten weggeführt.
Weiterhin erfolgt ein Vorschub der Folie 24 mittels der Rollen 26, so daß im
Arbeitsbereich 28 ein Abschnitt der Folie 24 liegt, der die neue Schicht 32 bilden soll.
Während des Arbeitsschrittes (b) wird die Struktur 12 durch die bewegliche
Arbeitsplattform 22 wieder an die Folie 24 geführt, so daß die Schichten 30 und 32
aneinanderliegen.
Im folgenden Arbeitsschritt (c) wird das Element 14 derart in den Arbeitsbereich 28
gebracht, daß es beispielsweise durch Druck oder Temperatur ein Verschmelzen der
Schichten 32 und 30 ermöglicht.
Nachdem das Element 14 wieder nach oben weggeführt wurde, beginnt die
Strukturierung mittels des Bearbeitungswerkzeuges 16 (Arbeitsschritt (d)). Dieses ist in
den Arbeitsbereich 28 verlagerbar und bearbeitet die Folie 24 derart, daß die
Außenkontur der Schicht 32 entsteht.
Entstehende Stäube und/oder Partikel werden durch die Absaugvorrichtung 20 im
Arbeitsschritt (e) entfernt. Anschließend kann das Verfahren mit einer beliebigen Anzahl
von Arbeitszyklen fortgesetzt werden, die jeweils wieder mit dem Arbeitsschritt (a)
beginnen.
Die Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Modell 40, das durch das Verfahren hergestellt
werden kann. Das Modell 40 entsteht dabei aus einzelnen Schichten 42, die in z-
Richtung aufeinandergestapelt werden. Die Außenkontur des Modells 40 ist stufenförmig
in z-Richtung ausgebildet, wobei die einzelnen Stufen eine Höhe d aufweisen. Bei der
Herstellung kann dann vorzugsweise eine Folie 24 mit dieser Höhe d verwendet werden,
so daß lediglich eine Strukturierung in x-, y-Richtung erfolgen muß.
Die Fig. 4 zeigt eine weiteres Modell 44. Das Modell 44 ist dabei als ein Kegelstumpf
ausgeformt.
In der Fig. 5 ist in einer schematischen Darstellung der Ablauf einer Datenerfassung
der Geometrie des Modells 44 dargestellt. Zunächst wird mittels des CAD-Programmes
das Modell 44 entworfen. Dieses wird dann in einzelne Bearbeitungsschichten 52
zerlegt, wobei der Abstand d bevorzugt der Dicke der Folie 24 entspricht. Dabei liegt
jede einzelne Bearbeitungsschicht 52 in einer z-Ebene und beinhaltet die vollständigen
x-, y-Koordinaten der Außenkontur dieser Ebene des Modells 44.
Bei dem bekannten LOM-Verfahren wird ausgehend von einem Punkt 48 der
Außenkontur einer Bearbeitungsschicht 54 und wenigstens einem Punkt 50 in einer
benachbarten Bearbeitungsschicht 56 ein neuer gemeinsamer Wert für die x-, y-
Koordinaten gebildet. Das Verfahren der Berechnung ist hier nur vereinfacht dargestellt
und kann beispielsweise durch ein komplexes Rechenprogramm erfolgen. Der Abstand
d entspricht bei den bekannten Verfahren mindestens der Dicke der Folie 24 oder ist ein
ganzes Vielfaches dieser Dicke.
Das Bearbeitungswerkzeug 16 strukturiert anhand der berechneten Koordinaten jeweils
die oberste Schicht 32. Innerhalb eines Bereiches, der durch den Abstand d gegeben ist,
sind alle x-, y-Koordinaten gleich. Soll nun das Modell 44 - also ein Kegel - erzeugt
werden, so ergibt sich nach dem bekannten Verfahren eine stufenförmige Struktur, die
dem Modell 40 der Fig. 3 entspricht und die infolgedessen nachbearbeitet werden muß.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur
Vermeidung dieses Nachteils ein Bearbeitungswinkel α berechnet. Beispielhaft sei hier
eine Ermittlung des Winkels a zwischen den Bearbeitungsschichten 54, 56 des Modells
44 illustriert. Dazu wird durch den Punkt 50 eine Gerade 58, die parallel zu einer
Mittelachse 64 des Modells 44 liegt, sowie eine Schnittgerade 60 gelegt. Zwischen
diesen beiden Geraden 58, 60 spannt sich der Winkel α auf. Die Schnittgerade 60
schneidet dabei zusätzlich die Mittelachse 64 in einem Punkt 62. Die Lage des Punktes
62 auf der Mittelachse 64 ist dabei gerade so gewählt, daß die Schnittgerade 60 durch
den Punkt 48 verläuft. Während der Steuerung des Bearbeitungswerkzeuges 16 wird
dieses gemäß dem ermittelten Winkel α geführt, so daß das Modell 44 die gewünschte
Oberflächenstruktur aufweist, ohne daß eine weitere Nachbearbeitung erforderlich ist.
Claims (20)
1. Verfahren zum Herstellen wenigstens einer dreidimensionalen Struktur, wobei zum
Erzielen der Strukturen einzelne Schichten übereinander angeordnet und
miteinander kraftschlüssig verbunden werden, und die Schichten entsprechend
einer durch ein CAD-Programm vorgegebenen Geometrie durch ein
Bearbeitungswerkzeug strukturiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die
wenigstens eine Struktur (12) aus schichtweisem Fügen thermoplastischer
Kunststoffe erhalten wird, die als Folien (24) diskontinuierlich übereinander
angeordnet werden, wobei eine Erstreckung der Folie (24) in x-, y-Richtung
mindestens der x-, y-Erstreckung der zu erzielenden Struktur (12) entspricht, und
nachfolgend durch das Bearbeitungswerkzeug (16) eine Strukturierung in x-, y-
und z-Richtung der einzelnen Schichten erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (24) durch
ein thermisch wirkendes Element (14) gefügt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (24) mit
einer Sonotrode gefügt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Folie (24) quasi kontinuierlich als Bandmaterial in einen
Bearbeitungsbereich (28) befördert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (24) aus
beliebigen thermoplastischen Kunststoffen besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (24) aus
einem Verbundmaterial besteht.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Struktur (12) durch einen Einsatz von Folien (24), die
aus verschiedenartigen thermoplastischen Kunststoffen bestehen, hergestellt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bearbeitungswerkzeug (16) in alle Raumrichtungen
freibeweglich gelagert ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung
durch eine Fräse, insbesondere eine Hochgeschwindigkeitsfräse, erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung
durch einen Laser, eine Schneidplatte, ein Bohrer oder dergleichen erfolgt.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine
gleichzeitige Bearbeitung mit mehreren Bearbeitungswerkzeugen (16) erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bearbeitungswerkzeuge (16) nacheinander oder gleichzeitig eingesetzt werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß während der Bearbeitung anfallende Späne oder
dergleichen abgesaugt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung
durch eine verlagerbare Absaugvorrichtung (20) erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mittels
Absaugvorrichtung (20) während und/oder nach der Strukturierung Staub oder
Partikel entfernt werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verfahren durch eine Rechnereinheit (18) gesteuert
wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinheit
(18) zur Steuerung eines Arbeitszyklus dient, wobei der Arbeitszyklus aus dem
Aufbringen, Fügen und Strukturieren der einzelnen Schichten besteht. .
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinheit
(18) einer Steuerung der Strukturierung dient.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinheit
(18) ein CAD-Programm beinhaltet, wobei mittels des CAD-Programmes ein CAD-
Modell erstellt wird, das in seiner Geometrie der zur erzeugenden Struktur (12)
entspricht.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) das CAD-Modell in Bearbeitungsschichten (52) aufgeteilt wird;
- b) die Bearbeitungsschichten (52) in der z-Ebene der zu erzeugenden Struktur (12) liegen;
- c) ein Winkel (α) berechnet wird; wobei
- d) der Winkel (α) zwischen einer Geraden (58), die parallel zu einer Mittelachse (64) angeordnet ist, sowie einer Schnittgeraden (60) liegt;
- e) auf einer Außenkontur zweier benachbarter Bearbeitungsschichten (54, 56) jeweils ein Punkt (48) und ein Punkt (50) festgelegt wird, und daß der Punkt (50) weiter entfernt von der Mittelachse (64) liegt als der Punkt (48); und
- f) die Schnittgerade (60) die Punkte (48, 50) und die Mittelachse (64) in einem Punkt (62) schneidet; und
- g) die Gerade (58) durch den weiter außen gelegenen Punkt (50) verläuft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19900963A DE19900963A1 (de) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Strukturen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19900963A DE19900963A1 (de) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Strukturen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=7894096
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19900963A Withdrawn DE19900963A1 (de) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Strukturen |
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