DE202009000825U1 - System for the reuse of residual powder from a plant for the generative production of three-dimensional objects - Google Patents
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Abstract
System
zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen
Fertigung von dreidimensionalen Objekten (3), mit:
einer Bauvorrichtung,
die ein Pulvermaterial auf einem Träger oder einer zuvor
aufgetragenen Schicht schichtweise aufträgt und das Pulvermaterial
durch energiehaltige Strahlung an Stellen verfestigt, die dem Objekt
(3) entsprechen, und
einer getrennt von der Bauvorrichtung
vorgesehenen Saugvorrichtung (13) mit einem ersten Wechselbehälter (14),
in den die Saugvorrichtung (13) nicht verfestigtes Restpulver (3a)
aus der Bauvorrichtung saugt.System for the reuse of residual powder from a plant for the additive production of three-dimensional objects (3), comprising:
a building apparatus which deposits a powder material on a support or a previously applied layer in layers and solidifies the powder material by energy-containing radiation at locations corresponding to the object (3), and
a suction device (13) provided separately from the building device and having a first interchangeable container (14) into which the suction device (13) sucks unconsolidated residual powder (3a) from the building device.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten.The The present invention relates to a system for reuse of residual powder from a plant for the generative production of three-dimensional Objects.
Bisher wurden bei derartigen Bauvorrichtungen integrierte Rohre und Schläuche verwendet, deren Reinigung kompliziert ist und die daher bei Verwendung von unterschiedlichen Pulvermaterialien Verunreinigungen verursachen würden.So far have been integrated pipes and hoses in such devices used, whose cleaning is complicated and therefore when using cause contamination of different powder materials would.
Insbesondere bei metallhaltigem Pulver tritt das Problem auf, dass die Alterung des Pulvermaterials durch Oxidation etc. stark von der Korngröße abhängt. Eine Wiederverwendung von metallhaltigem Pulver ist jedoch grundsätzlich üblich. Als metallhaltiges Pulvermaterial kommen beliebige Metalle und deren Legierungen sowie Mischungen mit metallischen Komponenten oder mit nichtmetallischen Komponenten in Frage. Daneben können auch rein nichtmetallische Pulver wie zum Beispiel Kunststoffpulver verwendet werden.Especially with metal-containing powder, the problem arises that the aging of the powder material by oxidation, etc., greatly of the grain size depends. Reuse of metal-containing powder is however basically common. As metal-containing Powder material come any metals and their alloys as well Mixtures with metallic components or with non-metallic components in question. In addition, also purely non-metallic powder such as plastic powder can be used.
Das Pulver ist in der Anlage unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt. In der Nähe des aufzubauenden Objekts herrschen höhere Temperaturen als am Rand des Bauraums. Außerdem ist das Pulver im unteren Bereich des Bauraums länger als das Pulver im oberen Bereich des Bauraums der warmen Temperatur im Bauraum ausgesetzt. Des Weiteren bilden sich Agglomerate im Bauraum, nicht aber im Vorratsbehälter und Oberlaufbehälter. Durch Kondensatbildung im Bauraum entsteht außerdem ein Feinanteil, der sich in oder auf dem Pulver ablagern kann. Des Weiteren kann Abrieb von einer Beschichterklinge entstehen.The Powder is exposed to different conditions in the plant. Near the object to be built there are higher ones Temperatures as at the edge of the installation space. Besides that is the powder in the lower part of the construction space longer than the powder in the Upper area of the installation space of the warm temperature in the installation space suspended. Furthermore, agglomerates form in the installation space, but not in the storage container and headbox. By condensation in the installation space In addition, a fines fraction that arises in or on can deposit the powder. Furthermore, abrasion from a coater blade arise.
Wenn nun neues Pulver und bereits verwendetes Restpulver nacheinander in einen Vorratsbehälter zugeführt werden, entsteht ei ne Schichtung mit unterschiedlichen Eigenschaften im Vorratsbehälter. Dies erzeugt einen negativen Einfluss auf den Bauprozess.If now new powder and already used residual powder in succession are fed into a reservoir, arises egg stratification with different properties in the reservoir. This creates a negative impact on the construction process.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten vorzusehen, das eine erhöhte Qualität des Bauprozesses und der Objekte sowie eine erhöhte Wirtschaftlichkeit ermöglicht.It It is the object of the present invention to provide a system for reuse of residual powder from a plant for the generative production of three-dimensional To provide objects that increased quality of the construction process and the objects as well as increased efficiency allows.
Diese Aufgabe wird durch das System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by the system having the features of claim 1 solved. Advantageous developments are the subject of Dependent claims.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen.Further Features and benefits of the invention result from the description of an embodiment based of the accompanying drawings.
Von den Figuren zeigen:From show the figures:
Ein System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten wird nachfolgend durch die Figuren beschrieben.One System for the reuse of residual powder from a plant for Generative production of three-dimensional objects is hereafter described by the figures.
Die
Die
Lasersintervorrichtung weist einen nach oben hin offenen Rahmen
Auch
wenn dies nicht in der
Des
Weiteren ist ein Beschichter
Mit
dem Bezugszeichen
Bei
dem Betrieb der Bauvorrichtung wird in einem ersten Schritt die
Plattform
In
einem nächsten Schritt wird die Plattform
Die
Das
durch den Ansaugdruck angesaugte Restpulver
Das
obere Ende des ersten Schlauchs
Die
Das
Sieb
Ein
dritter Schlauch
Die
Siebvorrichtung
Die
Die
beschriebenen Schläuche
Die
Zuführvorrichtung
Die
Dieselbe
Transportvorrichtung
Es
ist offensichtlich, dass die Tragarme
Das
System zur Wiederverwendung von Restpulver
Das
System zur Wiederverwendung von Restpulver
Die weitere Vorrichtung kann eine Vorrichtung zum Entfernen von Partikeln unterhalb einer definierten Korngröße sein. Vorzugsweise erfolgt dann das Entfernen per Sichten.The Another device may be a device for removing particles be below a defined grain size. Preferably then the removal takes place via views.
Die
weitere Vorrichtung kann eine Vorrichtung zum gezielten Verändern
der chemischen Zusammensetzung des Restpulvers
Die
weitere Vorrichtung kann eine Vorrichtung zum gezielten Verändern
der Zusammensetzung oder einer Eigenschaft der Atmosphäre
um die Partikel des Restpulvers
Die
weitere Vorrichtung kann eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen
aus dem Restpulver
Vorzugsweise wird die durch den Aufbereitungsschritt zu verändernde Eigenschaft des resultierenden Pulvers vor oder nach dem Aufbereitungsschritt gemessen. Weiter bevorzugt wird die gemessene Eigenschaft dokumentiert. Weiter bevorzugt wird die gemessene Eigenschaft als Datensatz elektronisch gespeichert.Preferably is the to be changed by the editing step Property of the resulting powder before or after the treatment step measured. More preferably, the measured property is documented. More preferably, the measured property is electronically as a data record saved.
Vorzugsweise wird die gemessene Eigenschaft dem resultierenden Pulver zugeordnet. Weiter bevorzugt wird die gemessene Eigenschaft auf bzw. in Verbindung mit einem Pulverbehälter gespeichert, oder die gemessene Eigenschaft wird beim Wiederverwenden des resultierenden Pulvers zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten zu einer Steuerung der Anlage übertragen.Preferably the measured property is assigned to the resulting powder. More preferably, the measured property is on or in connection stored with a powder container, or the measured Feature becomes when reusing the resulting powder for the production of three-dimensional objects to a controller transferred to the system.
Vorzugsweise
wird die gemessene Eigenschaft einem Objekt
Die
weitere Vorrichtung kann demnach eine Vorrichtung zum Messen einer
Eigenschaft des Restpulvers
Die
weitere Vorrichtung kann demnach auch eine Vorrichtung sein, die
den ersten oder zweiten Wechselbehälter
Die
weitere Vorrichtung kann demnach auch eine Vorrichtung zum Entfernen
von Feinanteilen aus dem Restpulver
Die
weitere Vorrichtung kann demnach auch eine Vorrichtung zum Aufbereiten
des Restpulvers
Die
weitere Vorrichtung kann demnach auch eine Vorrichtung zum Trocknen
oder Befeuchten des Restpulvers
Die
weitere Vorrichtung kann demnach auch eine Vorrichtung zum Entfernen
von Verunreinigungen aus dem Restpulver
Die
weitere Vorrichtung kann demnach auch eine Vorrichtung zum Übertragen
der zum Beispiel in dem Barcode oder dem RFID-Chip gespeicherten
Eigenschaft des Restpulvers
Der
Betrieb des Systems zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer
Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten
Nachdem
die Bauvorrichtung das dreidimensionale Objekt
After the construction device the three-dimensional object
An
der Siebvorrichtung
Das
Restpulver
Anschließend
wird die obere Öffnung des zweiten Wechselbehälters
Zusätzlich
zum Sieben des Restpulvers
Der weitere Aufbereitungsschritt kann ein Schritt zum Entfernen von Partikeln unterhalb einer definierten Korngröße sein. Vorzugsweise erfolgt dann das Entfernen per Sichten.Of the another preparation step may be a removal step Particles below a defined grain size be. Preferably, the removal then takes place by sight.
Der
weitere Aufbereitungsschritt kann ein Schritt zum gezielten Verändern
der chemischen Zusammensetzung des Restpulvers
Der
weitere Aufbereitungsschritt kann ein Schritt zum gezielten Verändern
der Zusammensetzung der Atmosphäre um die Partikel des
Restpulvers
Der
weitere Aufbereitungsschritt kann ein Schritt zum Entfernen von
Verunreinigungen aus dem Restpulver
Vorzugsweise wird die Eigenschaft vor oder nach dem Aufbereitungsschritt gemessen. Weiter bevorzugt wird die gemessene Eigenschaft dokumentiert. Weiter bevorzugt wird die gemessene Eigenschaft als Datensatz elektronisch gespeichert.Preferably the property is measured before or after the preparation step. More preferably, the measured property is documented. Further Preferably, the measured property is electronically as a data record saved.
Vorzugsweise wird die gemessene Eigenschaft dem resultierenden Pulver zugeordnet. Weiter bevorzugt wird die gemessene Eigenschaft auf bzw. in Verbindung mit einem Pulverbehälter gespeichert, oder die gemessene Eigenschaft wird beim Wiederverwenden des resultierenden Pulvers zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten zu einer Steuerung der Anlage übertragen.Preferably the measured property is assigned to the resulting powder. More preferably, the measured property is on or in connection stored with a powder container, or the measured Feature becomes when reusing the resulting powder for the production of three-dimensional objects to a controller transferred to the system.
Vorzugsweise
wird die gemessene Eigenschaft einem Objekt
Jederzeit,
insbesondere vor dem Transportieren des zweiten Wechselbehälters
Die
Eigenschaft des Restpulvers
Die
folgende Erfindung bietet die folgenden Vorteile:
Die getrennt
von der Bauvorrichtung vorgesehenen Saug- und Siebvorrichtungen
The separate from the building device provided suction and screening devices
Die
auswechselbaren Schläuche
Die
auswechselbare Düse der Zuführvorrichtung
Die Wechselbehälter ermöglichen für das Qualitätsmanagement eine Klassifizierung und Dokumentierung der Pulver. Darüber hinaus ist der Transport und das Vermischen und Homogenisieren von verschiedenen Pulvern vereinfacht.The Swap bodies enable for quality management a classification and documentation of the powder. About that addition, the transport and mixing and homogenizing of different powders simplified.
Der Schutzumfang beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern er umfasst weitere Änderungen und Abwandlungen, sofern diese innerhalb des durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfangs fallen.Of the The scope of protection is not limited to that shown Embodiment, but it includes further changes and modifications, as far as they are within the limits specified in the attached Claims defined extent fall.
Vorzugsweise
ist der erste Wechselbehälter
Anstelle
des Lasers
Die im System beschriebenen Komponenten können beliebig kombiniert werden; so kann zum Beispiel die Saugvorrichtung mit der Siebvorrichtung integriert sein. Die Siebvorrichtung kann auch mit der Zuführvorrichtung integriert sein.The Components described in the system can be combined as desired become; for example, the suction device can be connected to the sieve device be integrated. The screening device can also be used with the feeding device be integrated.
Das Entfernen des Pulvers aus der Bauvorrichtung erfolgt im Ausführungsbeispiel durch die Saugvorrichtung. Alternativ kann die Pulverentfernung durch Ausblasen und Sammeln des Pulvers oder durch Auslassen des Pulvers durch dessen Schwerkraft erfolgen.The Removal of the powder from the building device takes place in the embodiment through the suction device. Alternatively, the powder removal by blowing out and collecting the powder or by omitting the Powder done by gravity.
Die Saugvorrichtung kann anstatt mit Druckluft auch durch Unterdruck oder elektrisch betrieben werden.The Suction device can instead of compressed air by negative pressure or electrically operated.
Die
Aufbereitung des Pulvers kann nicht nur für das gesiebte
Restpulver
Das
Entfernen von Feinanteilen aus dem gesiebten Restpulver
Die einzelnen Schritte können optional in einer Inertgasatmosphäre, d. h. unter Schutzgas durchgeführt werden.The individual steps can optionally be carried out in an inert gas atmosphere, d. H. be carried out under inert gas.
Die Bauvorrichtung ist nicht auf die Lasersintermaschine beschränkt, sondern sie kann eine beliebige Bauvorrichtung sein, die ein schichtaufbauendes Verfahren anwendet, wie zum Beispiel ein 3D-Printing.The Construction device is not limited to the laser sintering machine, but it can be any building device that is a layer-building Applies methods such as 3D printing.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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