DE29703446U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffplatten aus oberflächig angeschmolzenen Kunststoffgranülen - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffplatten aus oberflächig angeschmolzenen Kunststoffgranülen

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Description

PATENTANWALT
EUROPEAN PATENT ATTORNEY. .·· DIPL. - PHYS. DR. WALTHER JUNlW?
Zugelassen beim Deutschen und Europäischen Patentamt so\y{e;(iefhj jitind«
WOLFSTRASSE 24 - 30519 HANNOVER TELEFON (0511) 834530 TELEFAX (49-511) 842124
17.Februar 1997 Meine Akte: 1168
Dr.Ing. Werner Neu Eichenweg 1, 89281 Altenstadt - Illereichen
Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffplatten aus oberflächig angeschmolzenen
Kunststoffgranülen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von starkwandigen, plattenförmigen Kunststofformteilen aus oberflächlich angeschmolzenen Kunststoffgranülen,. bei denen man die Kunststoffgranülen auf ein gelochtes Transportband zentimeterhoch schichtet und auf dem Transportband durch eine Anschmelzstation führt, in der man das Transportband und die Schicht von Kunststoffgranülen von Heißluft durchspült und dabei die Kunststoffgranülen umspült und dabei ihre Oberflächen anschmilzt.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 40 22 582 A1 bekannt geworden, bei der zur Herstellung von plattenförmigen Kunststofformteilen Kunststoffgranulat oberflächlich angeschmolzen wird, indem in einer Anschmelzstation eine Schicht von Kunststoffgranülen von einem gasförmigen Heizmedium durchspült und die einzelnen Granülen umspült werden. Die aus einem Vorratsbehälter, einer Anschmelzstation und einer Ausformstation bestehende Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anschmelzstation durch ein vertikal übereinander angeordnetes Transportband-
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Meine Akte: 1168
paar gebildet ist, daß dieses Transportbandpaar in der Anschmelzstation gelocht ist, daß das Transportbandpaar durch einen Kanal geführt ist, in den ein gasförmiges Heizmedium ein- und wieder austritt und dabei das zwischen den Transportbändern befindliche Granulat durchspült, und daß die Ausformstation ebenfalls aus übereinander angeordneten Transportbändern gebildet ist, in der die angeschmolzenen Kunststoffteile verdichtet werden.
Mit dieser Vorrichtung lassen sich in kontinuierlichem Verfahren Kunststoffplatten in der Stärke bis zu wenigen Zentimetern herstellen, die zuvor in energetisch sehr viel ungünstigerer Weise nur diskontinuierlich in einem Preßverfahren herstellbar gewesen sind. Das ist ein erheblicher Fortschritt, der jedoch nicht voll befriedigt, da die Technik auch Platten in einer erheblich größeren Stärke von z.B. 10 cm Stärke benötigt.
Bei Arbeiten mit dem bekannten Verfahren wurde festgestellt, daß bei größeren Schichtdicken des Granulatstromes die dem Eintrittsort der Heißluft am nächsten liegenden Granülen schnell miteinander zu einer Platte verschmelzen, die Verschmelzung aber um so schlechter wird, je weiter entfernt die Granülen vom Eintrittsort der Heißluft liegen. "'
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln und in einfacher Weise auch Kunststoffplatten beliebiger, insbesondere erheblicher Plattenstärke energetisch sehr günstig herzustellen.
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Meine Akte: 1168
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Begrenzung der Schichtstärke dadurch zustande kommt, daß beim Durchspülen der Schicht von Granülen mit Heißluft diese Heißluft zunächst die an ihrem Eintrittsort in die Schicht liegenden Granülen oberflächig stark erwärmt, dabei selbst aber soviel Wärme abgibt und dabei soweit erkaltet, daß weiter vom Eintritsort entfernte Granülen nicht so stark erhitzt und nur mäßig angeschmolzen werden. Durch das starke Erhitzen und Anschmelzen des am Eintrittsort der Heißluft in den Strom der Granülen liegenden Granulats verdichtet sich dieses durch ein Zusammenrutschen und Zusammenfließen der Granülen mit ihren schmelzflüssig gewordenen Oberflächen, so daß der Strom von Heißluft am Durchtritt durch diese angeschmolzene Masse mehr und mehr gehindert wird, wodurch die vom Eintrittsort der Heißluft in den Strom der Granülen weiter entfernt liegenden Granülen um so weniger und schlechter angeschmolzen werden. Diese zwei miteinander gekoppelten Effekte begrenzen die herstellbare Plattendicke auf maximal wenige Zentimeter.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß man Platten größerer Stärke herstellen kann, wenn man in mehreren Anschmelzstationen jeweils eine dünnere Schicht von Kunststoffgranulat anschmilzt und dann entweder diese Schichten warm nacheinander übereinander schichtet oder diese Schichten von angeschmolzenem Granulat zu einem Ort zusammenbringt und hier die angeschmolzenen Granülen miteinander mischt und den Strom dieser Granülen dann zu der dicken Platte ausformt.
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Meine Akte: 1168
Die Erfindung läßt sich in mehrerlei Weise realisieren:
Eine Möglichkeit besteht darin, daß man Kunststoffgranülen in mindestens einer weiteren Anschmelzstation in Schichthöhen, die etwas mehr als Teilen der Stärke der zu erzeugenden Platte entsprechen, behandelt und oberflächig anschmilzt, und daß man die Schichten von Kunststoffgranülen nach dem Anschmelzvorgang übereinander schichtet, bevor sie die nachgeschaltete Ausformstation durchlaufen.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens kann man so vorgehen, daß man die Schichten angeschmolzener Kunststoffgranülen nacheinander an verschiedenen hintereinander liegenden Orten übereinanderschichtet.
Dabei ist es zur Vermeidung von Lunkerbildungen vorteilhaft, daß man die übereinander geschichteten Schichten von Kunststoffgranülen aneinander andrückt und dadurch miteinander zusammenschweißt.
Von Vorteil ist es bei dieser Arbeitsweise weiter, daß man im Bereich zwischen den Anschmelzstationen und der Ausformstation die Oberfläche der Schichten von angeschmolzenen Kunststoffgranülen durch Wärmestrahler erhitzt und dadurch das Zusammenbacken und -sintern der einzelnen Schichtaußenflächen verbessert.
Eine andere Möglichkeit der Realisierung der Erfindung besteht darin, daß man Kunststoffgranülen in mindestens einer weiteren Anschmelzstation in Schichthöhen, die etwas mehrmals Teilen der Stärke der zu erzeugenden
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Meine Akte: 1168
Platte entsprechen, behandelt und oberflächig anschmilzt, und daß man die Schichten von Kunststoffgranülen nach dem Anschmelzvorgang auf ein zu der oder durch die nachgeschalteten Ausformstation führendes Transportband leitet und sich dort durchmischen läßt,
bevor der Ausformvorgang durchgeführt wird.
Bei diesem Verfahren ist es von Vorteil, daß man die aus verschiedenen Anschmelzstationen stammenden Schichten von angeschmolzenem Granulat im freien Fall am gleichen Ort auf das zu der oder durch die nachgeschalteten Ausformstation führende Transportband fallen läßt und sich dabei durchmischen und dann zusammenschweißen läßt.
Eine andere Möglichkeit der Ausführung dieses Verfahrens besteht darin, daß man die aus verschiedenen Anschmelzstationen stammenden Schichten von angeschmolzenem Granulat im freien Fall nacheinander an verschiedenen Orten auf das zu der oder durch die nachgeschalteten Ausformstation führende Transportband fallen läßt und sich dabei die an den Oberflächen der Schichten befindlichen Granülen mit einander durchmischen läßt.
Eine zur Durchführung des erstgenannten Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Herstel lung ;vvon plattenförmigen Kunststofformteilen aus oberflächlich angeschmolzenen Kunststoffgranülen besteht aus einem Vorratsbehälter für die zu verarbeitenden Granülen, einer Anschmelzstation, durch die ein gelochtes Transportband führt, auf dem eine zentimeterhohe Schicht von KunststoffgranüLen durch einen Heißluftkanal gefördert wird,
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Meine Akte: 1168
in den ein gasförmiges Heizmedium ein- und wieder austritt oder im Kreis umläuft und in dem die Schicht der Kunststoffgranülen von dem gasförmigen Heizmedium durchspült wird und die Granülen umspült werden, sowie aus einer Ausformstation, und zeichnetsich dadurch aus, daß mindestens eine weitere Anschmelzstation vorhanden ist, deren Transportband, auf dem Kunststoffgranulat in Schichthöhen, die etwas mehr als Teilen der Stärke der zu erzeugenden Platte entsprechen, liegt, parallel zu einem zur oder durch die Ausformstation führenden Transportband verläuft und über diesem vor der Ausformstation endet.
Bei der Gestaltung dieser Vorrichtung ist es von Vorteil, daß die Transportbänder der Anschmelzstationen an verschiedenen Orten über dem zur oder durch die Ausformstation führenden Transportband enden, damit sich die Schichten angeschmolzenen Granulats nacheinander übereinander legen..
Um die Verschmelzung der einzelnen aus verschiedenen Anschmelzstationen kommenden Granulatschichten zu perfektionieren kann es zweckmäßig sein, daß im Bereich zwischen den Anschmelzstationen und der Ausformstation auf die Oberfläche der Schichten von angeschmolzenen Kunststoffgranülen gerichtete Wärmestrahler vorgesehen sind.
Bei dieser Art von Vorrichtung kann es zweckmäßig sein, daß die Anschmelzstationen kaskadenartig übereinander angeordnet sind.
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Meine Akte: 1168
Eine andere Art einer Vorrichtung zur Herstellung von plattenförmigen Kunststofformteilen aus oberflächlich angeschmolzenen Kunststoffgranülen zur Durchführung des zweitgenannten Verfahrens besteht ebenfalls aus einem Vorratsbehälter, einer Anschmelzstation, durch die ein gelochtes Transportband führt, auf dem eine zentimeterhohe Schicht von Kunststoffgranülen durch einen Heißluftkanal gefördert wird, in den ein gasförmiges Heizmedium ein- und wieder austritt oder im Kreis umläuft und in dem die Schicht der Kunststoffgranülen von dem gasförmigen Heizmedium durchspült wird und die Granülen umspült werden, und aus einer Ausformstation, zeichnet sich aber dadurch aus, daß weitere Anschmelzstationen vorhanden sind, deren Transportbänder, auf dem Kunststoffgranulat in Schichthöhen, die etwas mehr als Teilen der Stärke der zu erzeugenden Platte entsprechen, liegt, zu einem zur oder durch die Ausformstation führenden Transportband verlaufen und über diesem vor der Ausformstation enden.
Bei dieser Art von Vorrichtung ist es vorteilhaft, daß die aus verschiedenen Anschmelzstationen stammenden Schichten von angeschmolzenem Granulat im freien Fall am gleichen Ort auf das zu der oder durch die nachgeschalteten Ausformstation führende Transportband fallen und sich dabei durchmischen, wobef' stärker angeschmolzene Grnülen zwischen weniger stark angeschmolzenen Granülen zu liegen kommen und dabei eine sehr homogene Masse bilden, die sich zu einer hervorragend homogenen Platte ausformen läßt. Bei dieser Art der Vorrichtung ist der Energieaufwand zur Herstellung sehr gering und in den einzelnen Anschmelzstationen können
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Meine Akte: 1168
die Schichthöhen der anzuschmelzenden Granülen etwas höher sein.
Die Vorrichtung kann aber auch so gestaltet sein, daß die aus verschiedenen Anschmelzstationen stammenden Schichten von angeschmolzenem Granulat im freien Fall nacheinander an verschiedenen Orten auf das zu der oder durch die nachgeschalteten Ausformstation führende Transportband fallen. Dabei mischen sich vor allem die anden Oberflächen der Granulatströme liegenden Granülen miteinander.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Anschmelzstationen in radialer Aufstellung angeordnet sind und mit den Enden ihrer Transportbänder über einem Ort über dem zu einem zur oder durch die Ausformstation führenden Transportband stehen. Bei dieser Aufstellung wird das Granulat in einem besonders frisch angeschmolzenen Zustand zusammengeführt und durchmischt, was energetisch sehr günstig ist.
Mit einer erfindungsgemäßen Anlage lassen sich in einfacher Weise auch armierte Platten herstellen, welche durch ihre Armierung ganz erhebliche Festigkeitszuwächse aufweisen. Dieses wird dadunch möglich, daß Vorrichtungen zum Einlegen von Festigkeitsträgern zwischen den einzelnen Schichten angeschmolzenen Granulats auflegenden Stationen angeordnet sind, wobei die Vorrichtungen vorzugsweise Fäden, Röhrchen, Gewebe, Gestricke, Gitter, auch aus Hohlfasern, vorzugsweise solche, die ,textlien, metallischen oder polymeren Ur-
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Meine Akte: 1168
sprungs sind, oder lockere Faserschüttungen auf und damit zwischen die Schichten angeschmolzenen Granulats legen.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Anschmelzstation,
Fig.2 eine Vorrichtung mit Anschmelzstationen in kaskadenförmiger Anordung,
Fig.3 eine Vorrichtung mit Anschmelzstationen in radialer Aufstellung.
Fig.4 eine Vorrichtung mit hintereinander angeordneten Anschmelzstationen.
Fig.5 eine Vorrichtung zur Herstellung armierter Platten.
Jede Anschmelzstation 1 besteht aus einem Paar von gelochten Transportbändern 2, die übereinander angeordnet sind und zwischen sich den Strom von Kunststoffgranulat 3 einschließen. Dieses Paar von Transportbändern 2 durchsetzt einen ringförmigen Heißluftkanal 4, in welchem Luft im Kreis strömt und dabei von-v«Heizaggregaten 5 erhitzt durch die gelochten Transportbänder 2 und das zwischen ihnen liegende Granulat 3 strömt. Dabei werden die Granülen an ihrer Oberfläche angeschmolzen. Dieser Strom von an ihrer Oberfläche angeschmolzenen Granülen wird der Ausformstation 6 zugeführt, durch die ein Transportband 7 oder ein Paar von Transportbändern 7
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mit den angeschmolzenen Granülen verläuft. Die Paare von Transportbändern 2,7 sind in leicht konvergierender Stellung angeordnet, um den beim Anschmelzen und Zusammensintern der Granülen sich in seinem Volumen verkleinernden Strom von Granulat einzuschließen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig.2 sind mehrere Ausformstationen 1 hintereinander und übereinander angeordnet. Ihre Transportbänder 2 legen nacheinader verschiedene Schichten von Granulat 3 auf einem Transportband 7 ab, welches durch die Ausformstation 6 führt. Damit die Oberflächen der Ströme des Granulats 3 nicht auf dem Wege von den einzelnen Ausformstationen 1 zu dem Transportband 7 auskühlen, sind Heizaggregate 8 zur Erhitzung der Oberfläche der Ströme des Granulats 3 aufgestellt. Bei dieser Ausführungsform können das Transportband 2 einer der Anschmelzstationen 1 und das Transportband 7, das zu der Ausformstation 6 führt, identisch sein.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Ausformstationen 1 radial zu einem Ort 9 über dem Transportband 7, das zu der Ausformstation 6 führt, angeordnet. An diesem Ort 9 fließen die Granulatströme aus den einzelnen Ausformstationen 1 zusammen und mischen sich miteinander, um anschließend in der Ausfo-rmstation 6 zu einer Platte der gewünschten Stärke ausgeformt zu werden.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die Ausformstationen 1 hintereinander über dem Transportband 7 angeordnet, das., zu der Ausformstation 6 führt. Von den
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Meine Akte: 1168
Transportbändern 2 der einzelnen Ausfornnstationen 1 fällt das angeschmolzene Granulat 3 im freien Fall auf das zu der Ausformstation 6 führende Transportband 7, welches gleichzeitig die eine der Anschmelzstationen 1 durchläuft. In der Ausformstation 6 erhält der auf dem Transportband liegende Strom von angeschmolzenem Granulat die gewünschte Plattenform.
Fig.5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche eine Weiterentwicklung der Vorrichtung nach Fig.2 ist: Von Bobinen 10 werden sog. Festigkeitsträger 11 abgezogen und über Rollen 12 auf die Oberfläche frisch erzeugten und auf dem Transportband liegenden angeschmolzenem Granulats aufgelegt und mittels der Rollen 13 in dieses oberflächig eingedrückt. Die Festigkeitsträger sind Fäden, Gewebe, Gestricke, Gitter, auch Hohlfasern und aus Hohlfasern bestehende Gebilde, vorzugsweise solche, die textlien, metallischen oder polymeren Ursprungs sind, oder aus Kohle bestehen. Auch lockere Faserschüttungen können auf diese Weise in die Platten eingebracht werden, und zwar in exakt lokalisierten Lagen. Diese Vorrichtungen zum Einlegen von Festigkeitsträgern sind zwischen den einzelnen Schichten angeschmolzenen Granulats auflegenden Stationen angeordnet. Die Vorrichtungen legen diese Armierung bei der Plattenherstellung auf und damit zwischen die Schichten angeschmolzenen Granulats und erzielen damit in einfacher Weise eine exakte Lage der Armierung, was für deren statische Eigenschaften von hoher Wichtigkeit ist. So entsteht als Produkt 14 eine Platte, die z.B. von innen beheizt oder gekühlt werden kann, wenn die Armierung aus Hohlfasern oder Röhrchen besteht.

Claims (9)

19.Februar 1997 Meine Akte: 1168 ANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zur Herstellung von plattenförmigen Kunststofformteilen aus oberflächlich angeschmolzenen Kunststoffgranülen,
bestehend aus einem Vorratsbehälter,
einer Anschmelzstation, durch die ein gelochtes Transportband führt, auf dem eine zentimeterhohe Schicht von Kunststoffgranülen durch einen Heißluftkanal gefördert wird, in den ein gasförmiges Heizmedium ein- und wieder austritt oder im Kreis umläuft und in dem die Schicht der Kunststoffgranülen von dem gasförmigen Heizmedium durchspült wird und die Granülen umspült werden,
und einer Ausformstation,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine weitere Anschmelzstation (1) vorhanden ist, deren Transportband (2), auf dem Kunststoffgranulat (3) in Schichthöhen, die etwas mehr als Teilen der Stärke der zu erzeugenden Platte entsprechen, liegt, parallel zu einem zur oder durch die Ausformstation (6) führenden Transportband (7) verläuft und über diesem vor der Ausformstation (6) endet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transportbänder (2) der Anschmelzstationen (1) an verschiedenen Orten über dem zur oder durch die Ausformstation (6) führenden Transportband (7) enden.
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3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich zwischen den Anschmelzstationen (1) und der Ausfortnstation (6) auf die Oberfläche der Schichten von angeschmolzenen Kunststoffgranülen (3) gerichtete Wärmestrahler (8) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschmelzstationen (1) kaskadenartig übereinander angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Anschmelzstation (1) ein gelochtes Transportband (2) vorgesehen ist, auf dem eine zentimeterhohe Schicht von Kunststoffgranülen (3) durch einen Heißluftkanal (4) gefördert wird und durch das ein gasförmiges Heizmedium ein- und wieder austritt oder im Kreis umläuft, so daß die Schicht der Kunststoffgranülen (3) von dem gasförmigen Heizmedium durchspült wird und die Granülen umspült werden,
daß weitere Anschmelzstationen (1) vorhanden sind, deren Transportbänder (2), auf dem Kunststoffgranulat (3) in Schichthöhen, die etwars. mehr als Teilen der Stärke der zu erzeugenden Platte entsprechen, liegt, zu einem zur oder durch die Ausformstation (6) führenden Transportband (7) verlaufen und über diesem vor der Ausformstation (6) enden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5,
- 3 - 19.Februar 1997
Meine Akte: 1368
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus verschiedenen Anschmelzstationen (1) stammenden Schichten von angeschmolzenem Granulat (3) im freien Fall am gleichen Ort (9) auf das zu der oder durch die nachgeschalteten Ausformstation (6) führende Transportband (7) fallen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus verschiedenen Anschmelzstationen (1) stammenden Schichten von angeschmolzenem Granulat (3) im freien Fall nacheinander an verschiedenen Orten auf das zu der oder durch die nachgeschaltete Ausformstation (6) führende Transportband (7) fallen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschmelzstationen (1) in radialer Aufstellung angeordnet sind und mit den Enden ihrer Transportbänder (2) über einem Ort (9) über dem zu einem zur oder durch die Ausformstation (6) führenden Transportband (7) stehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß Vorrichtungen (10) zum Einlegen von Festigkeitsträgern (11) zwischen den einzelnen Schichten (3) angeschmolzenen Granulats auflegenden Stationen für das Einlegen der Festigkeitsträger (11) zwischen die Schichten angeschmolzenen Granu-lats angeordnet sind, wobei die Festigkeitsträger (11)
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Meine Akte: 1368
vorzugsweise Fäden, Gewebe, Gestricke, Git-ter, auch aus Hohlfasern, vorzugsweise solche, die textlien, metallischen oder polymeren Ursprungs sind, oder lockere Faserschüttungen sind.
DE29703446U 1997-02-26 1997-02-26 Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffplatten aus oberflächig angeschmolzenen Kunststoffgranülen Expired - Lifetime DE29703446U1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020152103A1 (de) * 2019-01-22 2020-07-30 Rhenoflex Gmbh Vorrichtung zur herstellung von versteifungselementen aus pulverförmigem material

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CN113165227A (zh) * 2019-01-22 2021-07-23 雷诺有限责任公司 用于由粉末材料生产加强元件的设备
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