DE202008005417U1 - Device for producing objects from powder particles for the safe handling of a quantity of powder particles - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Herstellung von Gegenständen aus Pulverpartikeln zur sicheren Handhabung einer Menge von Pulverpartikeln, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug (1) zur Aufnahme eines Behälters (2) mit Pulverpartikeln mit einer Einrichtung zum Kühlen der Pulverpartikel gekoppelt ist, wobei während des Kühlens an den Pulverpartikeln anhaftende Flüssigkeit erstarrt, so dass ein fester Gegenstand vorhanden ist.Facility for the production of articles from powder particles for safe handling of a quantity of powder particles, characterized in that a tool (1) for receiving a container (2) with powder particles coupled with means for cooling the powder particles is, wherein during cooling on the powder particles adhering liquid solidifies, leaving a solid object is available.
Description
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Herstellung von Gegenständen aus Pulverpartikeln zur sicheren Handhabung einer Menge von Pulverpartikeln.The The invention relates to devices for producing objects from powder particles for safe handling of a lot of powder particles.
Pulverpartikel werden bekannterweise in Behältnissen verpackt transportiert. Die Handhabung der Pulverpartikel, insbesondere von Nanopartikeln, ist dabei nicht einfach. Eine Anwendung derartiger Pulverpartikel erfolgt beispielsweise bei dem sogenannten Rapid-Prototyping, wobei aus nacheinander aufgetragenen Pulverschichten und deren Verfestigung durch energiereiche Strahlen, Laserstrahlen, Körper hergestellt werden. Die Verfestigung basiert auf Sintern und/oder Schmelzen der Partikel, so dass eine feste Körperstruktur entsteht. Für die Realisierung derartiger Körper sind die Partikel zu transportieren und entsprechend ausgebildete Vorrichtungen zu beschicken. Das sind beispielsweise Vorratskammern für die Partikel. Aus diesen erfolgt ein schichtweises Auftragen von Partikeln einer Bearbeitungskammer zur Realisierung der Körper. Bei der dazu notwendigen Handhabung dieser Partikel besteht die Gefahr, dass für den Menschen gesundheitsgefährdende Nanopartikel in die Umgebung entweichen können. Der Schutz vor diesen Partikeln erfordert erhöhte Sicherheitsvorkehrungen. Bei Arbeiten mit nur relativ kleinen Mengen, beispielsweise im Labor oder bei einer Kleinsereinfertigung, ist dazu ein relativ großer Aufwand notwendig.powder particles are known to be transported packed in containers. The handling of the powder particles, in particular of nanoparticles, is not easy. An application of such powder particles takes place For example, in the so-called rapid prototyping, where off successively applied powder layers and their solidification produced by high-energy rays, laser beams, bodies become. The solidification is based on sintering and / or melting the particle, so that a solid body structure is created. For the realization of such bodies are the To transport particles and trained devices to feed. These are, for example, pantries for the particles. From these, a layered application of Particles of a processing chamber for the realization of the body. The necessary handling of these particles involves the risk that for humans harmful nanoparticles can escape into the environment. The protection from these Particles require increased safety precautions. at Working with relatively small quantities, for example in the laboratory or in a small-scale production, this is a relatively large Effort necessary.
Durch
die Druckschrift
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Menge von Pulverpartikeln für eine Laserbearbeitung sicher und einfach handzuhaben.Of the The protection claimed in claim 1 is based on the object a lot of powder particles for laser processing safe and easy to handle.
Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.These Task is with the features listed in the protection claim 1 solved.
Die Einrichtungen zeichnen sich durch eine sichere und einfache Handhabung einer Menge von Pulverpartikeln aus.The Facilities are characterized by a safe and easy handling a lot of powder particles.
Dazu ist ein Werkzeug zur Aufnahme des Behälters mit Pulverpartikeln mit einer Einrichtung zum Kühlen der Pulverpartikel gekoppelt, wobei während des Kühlens an den Pulverpartikeln anhaftende Flüssigkeit erstarrt, so dass ein fester Gegenstand vorhanden ist.To is a tool for holding the container with powder particles coupled with a device for cooling the powder particles, while cooling on the powder particles adhering liquid solidifies, so that a solid object exists is.
Mit der Anwendung der Einrichtung steht ein einfach handzuhabender Gegenstand mit Pulverpartikeln für eine weitere Bearbeitung der Pulverpartikel zur Verfügung, ohne dass sich Pulverpartikel während deren Handhabung in die Umgebung entfernen. Die Pulverpartikel sind dabei auch gesundheitsgefährdende Nanopartikel, deren Handhabung damit wesentlich vereinfacht wird. Die Einrichtungen eignen sich vorteilhafterweise zur Herstellung der Gegenstände mit Pulverpartikeln, die damit einer weiteren Laserbearbeitung insbesondere bei Labor- und Versuchsarbeiten aber auch in der Klein- bis Mittelserienfertigung jeweils zur Herstellung von Körpern aus den laserbearbeiteten Pulverpartikeln zur Verfügung stehen.With The use of the device is an easy-to-handle item with powder particles for further processing of the powder particles Available without getting powder particles during remove their handling to the environment. The powder particles are as well as harmful nanoparticles, their handling so that it is much easier. The facilities are suitable advantageously for the production of the objects Powder particles, thus enabling further laser processing in particular in laboratory and experimental work but also in small to medium batch production in each case for the production of bodies from the laser-processed Powder particles are available.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 10 angegeben.advantageous Embodiments of the invention are in the claims 2 to 10 indicated.
Das Werkzeug ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 2 mit einer Kammer für den offenen Behälter mit Pulverpartikeln gekoppelt. Weiterhin weist die Kammer eine Fülleinrichtung für einen Dampf einer Flüssigkeit oder für eine erhitzte/sich erhitzende Flüssigkeit auf, so dass die Pulverpartikel im Behälter dem Dampf ausge setzt sind oder mit der Flüssigkeit versehen werden. Die Fülleinrichtung ist dazu mit einem Reservoir für den Dampf oder der Flüssigkeit verbunden.The Tool is according to the embodiment of the protection claim 2 with a Chamber for the open container with powder particles coupled. Furthermore, the chamber has a filling device for a vapor of a liquid or for a heated / heated liquid, so that the powder particles in the container are exposed to the steam or be provided with the liquid. The filling device is with a reservoir for the steam or the liquid connected.
Die erhitzte Flüssigkeit wird dabei beispielsweise auf Zimmertemperatur gekühlt. Bei der Abkühlung dieser Flüssigkeit werden die Pulverpartikel eingeschlossen, wobei die Flüssigkeit erstarrt und sich der feste Gegenstand bildet.The heated liquid is, for example, at room temperature cooled. When cooling this liquid the powder particles are trapped, with the liquid solidifies and forms the solid object.
Darüber hinaus kann der offene Behälter mit Pulverpartikeln auch mittels einer Heizeinrichtung erhitzt und dabei mit der Flüssigkeit oder der erhitzten Flüssigkeit befüllt werden. Beim Abkühlen des Behälters und der Flüssigkeit werden die Pulverpartikel eingeschlossen, wobei die Flüssigkeit erstarrt und der feste Gegenstand entsteht.About that In addition, the open container with powder particles can also heated by a heater while doing with the liquid or the heated liquid to be filled. When cooling the container and the liquid the powder particles are trapped, with the liquid solidifies and the solid object arises.
Der Dampf ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 3 der Wasserdampf im lufterfüllten Raum der Kammer. Der Behälter wird dabei im Werkzeug tiefgekühlt. Der Wasserdampf wird bei Tiefkühlung zu Eis, welches die Pulverpartikel einschließt und während des Tiefkühlens einen festen Gegenstand bildet. Der normale Luftraum enthält außer Luft immer auch Wasserdampf, der zur Bildung des Gegenstandes nutzbar ist. Natürlich kann der Raum der Kammer auch mit zusätzlichem Wasserdampf angereichert werden, so dass eine erhöhte Eismenge entsteht. Nanopartikel kleiner 100 nm weisen durch elektrostatische Abstoßungen geringe Schüttdichte auf. Bei Tiefkühlung auf eine Temperatur kleiner 100 K bildet Eis eine spontan elektrische Polarisierung aus, so dass vorteilhafterweise Partikel verklebt/verdichtet werden.The steam is according to the embodiment of the protection claim 3, the water vapor in the air-filled space of the chamber. The container is deep-frozen in the tool. The water vapor, upon freezing, becomes ice, which encloses the powder particles and forms a solid object during deep-freezing. The normal airspace always contains, besides air, water vapor which can be used to form the object. Of course, the room of the chamber can also be enriched with additional water vapor, so that an increased amount of ice is formed. Nanoparticles smaller than 100 nm show through electrostatic repulsions low bulk density on. When frozen to a temperature of less than 100 K ice forms a spontaneous electrical polarization, so that advantageously particles are bonded / compacted.
Vorteilhafterweise ist die Flüssigkeit nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 4 Paraffin.advantageously, is the liquid according to the development of the protection claim 4 paraffin.
Das Werkzeug ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 5 vorteilhafterweise mit einer Vorratskammer als Bestandteil einer Einrichtung zur Laserbearbeitung gekoppelt, so dass der Gegenstand aus dem Behälter in der Vorratskammer platzierbar ist. Dadurch ist eine sichere Handhabbung der Pulverpartikel gegeben.The Tool is according to the embodiment of the protection claim 5 advantageously with a storage chamber as part of a device for laser processing coupled, so that the object from the container in the Storage chamber is placeable. This is a safe Verwbung the Powder particles given.
Die Vorratskammer ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 6 mit einer vakuumerzeugenden Einrichtung und/oder einer Heizeinrichtung gekoppelt, wobei die an den Pulverpartikeln anhaftende Flüssigkeit verdampft und die Pulverpartikel als Pulver in der Vorratskammer vorhanden sind.The Pantry is with the development of the protection claim 6 with coupled to a vacuum-generating device and / or a heating device, wherein the liquid adhering to the powder particles evaporates and the powder particles as a powder in the pantry available.
Die Pulverpartikel sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 7 mit einem Dampf einer Flüssigkeit oder einer erhitzten/sich erhitzenden Flüssigkeit versehene Pulverpartikel im Behälter. Während des Abkühlens werden die Pulverpartikel von der erstarrenden Flüssigkeit eingeschlossen, wobei sich der Gegenstand mit Pulverpartikeln bildet.The Powder particles are according to the embodiment of the protection claim 7 with a vapor of a liquid or a heated / yourself heated liquid provided powder particles in the container. While Cooling the powder particles from the solidifying Liquid enclosed, with the object with Forms powder particles.
Die Einrichtung zum Kühlen ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8 eine Kältemaschine.The Device for cooling is after the development of the protection claim 8 a chiller.
Die Einrichtung zum Kühlen ist nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 9 ein tiefgekühltes Flüssiggas enthaltenes Behältnis, das an das Werkzeug gekoppelt ist. Das ist eine einfach zu realisierende Einrichtung zur Herstellung von Gegenständen aus Pulverpartikeln zur sicheren Handhabung von Pulverpartikeln.The Device for cooling is after the development of the protection claim 9 a refrigerated liquefied gas contained container, which is coupled to the tool. This is an easy to implement Device for producing objects from powder particles for safe handling of powder particles.
Die Pulverpartikel sind nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 10 Nanopulverpartikel, welches damit sicher handzuhaben ist.The Powder particles are according to the embodiment of the protection claim 10 Nanopowder particles, which is safe to handle with it.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in principle in the drawings and will be described in more detail below. Show it:
1. Ausführungsbeispiel1st embodiment
Eine
Einrichtung zur Herstellung von Gegenständen aus Pulverpartikeln
zur sicheren Handhabung einer Menge von Pulverpartikeln besteht
in einem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus
einem Werkzeug
Die
Die
Menge von Pulverpartikeln wird in den Behälter
In
einer Ausführungsform des Ausführungsbeispiels
ist das Werkzeug
Die
2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment
Eine
Einrichtung zur Herstellung von Gegenständen aus Pulverpartikeln
zur sicheren Handhabung einer Menge von Pulverpartikeln besteht
in einem zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus
einem Werkzeug
Die
Der
Behälter
Die
Kammer
Der Gegenstand wird in eine Vorratskammer eingebracht, die ein Bestandteil einer Einrichtung zur Laserbearbeitung ist. Diese Vorratskammer wird evakuiert und/oder erhitzt, wobei die anhaftende Flüssigkeit verdampft und die Pulverpartikel als Pulver in der Vorratskammer vorhanden sind. Damit stehen die Pulverpartikel einer weiteren Bearbeitung zur Verfügung.Of the The article is placed in a pantry, which is a component a device for laser processing is. This pantry is evacuated and / or heated, with the adhering liquid evaporates and the powder particles as a powder in the pantry available. Thus the powder particles are subject to further processing to disposal.
In
einer Ausführungsform kann der Behälter
In
einer weiteren Ausführungsform ist der Behälter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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