DE4102257A1 - Appts. for mfg. reinforced components in laser-cured polymer - has laser-curable polymer in bath, laser directed at polymer surface where fibres pass through polymer and are guided relative to laser beam angle - Google Patents

Appts. for mfg. reinforced components in laser-cured polymer - has laser-curable polymer in bath, laser directed at polymer surface where fibres pass through polymer and are guided relative to laser beam angle

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DE4102257A1
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DE19914102257
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Curt Dr Ing Kranz
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Artos Medizinische Produkte 1000 Berlin De GmbH
ARTOS MED PRODUKTE
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Abstract

Appts. is for mfg. plastic components based on polymers cured by a high energy source, e.g. laser. The polymer is held in a container through which a component supporting tray passes vertically downwards as the swivelling laser is directed at the polymer surface. Localised curing of the polymer occurs close to the laser beam and the component is built up in layers as the supporting tray descends vertically through the polymer. Reinforcement is added to the component during the layer building stage by guiding load-bearing fibres through the polymer and at right angles to the fluid surface and holding them at the container base. Guiding elements above the fluid surface move horizontally, pref. in a straight line to enable the fibres within the fluid to always lie in a predetermd. cured zone. USE/ADVANTAGE - The appts. mfrs. components of desired profile using laser-cured polymers and enables reinforced, complex, single-piece shapes to be mfd., thus broadening the area of use of such component

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. The invention relates to a device of the type indicated in the preamble of claim 1.

Bekannt ist eine Vorrichtung zur Herstellung beliebig ge formter Kunststoffteile, bestehend aus einer mit einer durch energiereiche Strahlung aushärtbaren Flüssigkeit ge füllten Wanne, einer innerhalb der Flüssigkeit verschieb lichen Halterung für den Körper und einer Strahlungsquelle für die energiereiche Strahlung, insbesondere einem Laser. discloses an apparatus for producing arbitrarily ge molded plastic parts, comprising a ge with a curable by high-energy radiation fluid filled tub, a displaceable within the liquid handy holder for the body and a source of radiation for the high-energy radiation, in particular a laser. Der Laser dient der örtlichen Aushärtung der Flüssigkeit und läßt sich dazu gezielt auf vorgegebene Flächenelemente der Flüssigkeitsoberfläche richten, so daß dort Schichten aushärtbar sind, deren Eindringtiefe in die Flüssigkeit von der Intensität und der Überstreichungsgeschwindigkeit des Laserstrahls abhängt. The laser is used for local hardening of the liquid and can be directed to specifically to predetermined surface elements of the liquid surface, so that there are curable layers, is dependent on their depth of penetration into the fluid from the intensity and the scanning speed of the laser beam. Die Halterung taucht dabei, aus gehend von der Flüssigkeitsoberfläche schrittweise verti kal in die Flüssigkeit ein und bewirkt somit, daß die be reits ausgehärteten Schichten in die Flüssigkeit einsin ken. The holder thereby dips, from going gradually verti cal from the liquid surface into the liquid and thus causes the liquid in the already be cured layers ken einsin. Die Steuerung des Laserstrahls erfolgt in Abhängig keit von den Oberflächenkoordinaten des herzustellenden Körpers. The control of the laser beam is in Depending speed of the surface coordinates of the object being constructed.

Diese Vorrichtung zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß sehr kompliziert geformte Körper, insbesondere Kunststoff teile, einstückig erzeugbar sind. This apparatus is mainly characterized by the fact that very complex-shaped bodies, in particular plastic parts, are integrally produced. Aber gerade derartige einstückig ausgebildetete und/oder komplizierte Konturen aufweisende Teile sind oft extremen Belastungen ausge setzt. But it is precisely such integrally fancy preparing and / or complicated contours having parts are often extreme loads be set. Daher ist häufig eine nachträgliche Verfestigung der Oberfläche mittels aufwendiger Beschichtungstechnolo gien notwendig. Therefore, a subsequent solidification of the surface is often by means of complicated Beschichtungstechnolo technologies necessary. Nachteilig ist neben den geringen Festig keitseigenschaften auch die geringe dynamische Belastbar keit der auf die genannte Weise hergestellten Kunststoff körper. The disadvantage is in addition to the low Festig keitseigenschaften the low dynamic Resilient ness of plastic produced in the manner mentioned body. Dies ist ein Grund dafür, daß eine breite Anwen dung der eingangs genannten Vorrichtung bisher nicht zum tragen kam. This is one reason that a wide appli cation of the aforementioned device was not previously carry.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Vor richtung der eingangs genannten Gattung, Mittel zur Festig keitssteigerung, insbesondere der Oberflächenschicht, des herzustellenden Körpers anzugeben, so daß der Einsatzbe reich der Vorrichtung erweitert wird. The invention is based on the object keitssteigerung for an on device of the aforementioned type, means for Festig, in particular the surface layer of the object being constructed to specify so that the Einsatzbe is rich expanded the device.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with the characterizing features of claim 1.

Die Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Fasern verschiedener Beschaffenheit in die Aushärtungszone der flüssigkeitsaushärtenden Strahlung und damit vorzugsweise auch in die Oberflächenschicht des herzustellenden Körpers einschmelzbar sind und somit festigkeitssteigernd im her gestellten Körper wirken. The invention is based on the recognition that fibers of different nature are melted down in the curing zone of the flüssigkeitsaushärtenden radiation and thus preferably also in the surface layer of the product to body, and thus counteract the strength-increasing forth detected body. Faserverstärkte Kunststoffe wei sen hohe Festigkeitswerte und gute Beanspruchungseigen schaften auf und finden in vielen Bereichen Anwendung. Fiber-reinforced plastics wei sen high strength and good stress inherent properties and find application in many areas. Da bei sind allgemein die Beanspruchungsmöglickeiten eines faserverstärkten Kunststoffes um ein Vielfaches höher als bei den faserlosen Kunststoffen. Since the Beanspruchungsmöglickeiten of a fiber-reinforced plastic are generally many times higher than the fiber free plastics. Insbesondere erhöht sich die Zugfestigkeit des faserverstärkten Kunststoffes in Fa serrichtung. In particular, the tensile strength of the fiber-reinforced plastic in Fa serrichtung increased.

Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß die Fasern im we sentlichen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche gerichtet und an den unteren Enden mit einer Halterung während des Aushärtevorgang mitgeführt vorgesehen sind. It is particularly advantageous here is that the fibers we sentlichen directed perpendicular to the liquid surface and carried at the lower ends with a support during the curing process are provided. Dadurch sind die Fasern auf einfache Weise in den auszuhärtenden Be reich der untersten Schicht des herzustellenden Körpers einbringbar. Thereby, the fibers are rich in a simple manner in the cured Be introduced the lowermost layer of the object being constructed. Bei Beginn des Fertigungsablaufes werden die Fasern an ihren unteren Enden vom Aushärtungsstrahl erfaßt und somit in den auszuhärtenden Bereich der Flüssigkeit eingebracht. At the start of the production run, the fibers are grasped at their lower ends by Aushärtungsstrahl and thus introduced into the cured area of ​​the liquid. Wahlweise sind dabei vorteilhaft die unteren Faserenden mit der, insbesondere siebartigen, Halterung oder einer, vorzugsweise mit Schlitzen zum Einklemmen der Faserenden versehenen, Scheibe am Boden der Wanne verbun den. Optionally, advantageously lower the fiber ends with, in particular sieve-like, bracket, or a, preferably slotted for clamping the fiber ends, disc at the bottom of the trough-jointed. Mit geringem Aufwand sind dadurch die Fasern bearbei tungsgerecht innerhalb der Flüssigkeit zum Aushärten fi xierbar, so daß die untersten, äußeren Konturen des herzu stellenden Körpers im wesentlichen der äquivalenten Form entsprechen, die die fixierten Faserenden in Ihrer Gesamt heit nebeneinander angeordnet einnnehmen. With little effort by the fibers are machining tung meet within the liquid for curing fi xierbar so that the lowermost outer contours of the near, alternate forming body substantially correspond to the equivalent shape einnnehmen arranged in your overall integrated next to each other, the fixed fiber ends.

Zur Führung der Fasern sind vorzugsweise Durchführungsösen aufweisende Halterungen vorgesehen, die in einer zur Flüs sigkeitsoberfläche parallelen Ebene beweglich sind. For guiding the fibers Durchführungsösen having holders are preferably provided, which are movable in a plane parallel sigkeitsoberfläche the flues. Ent sprechend der Auslenkung des Aushärtungsstrahls sind die Bewegungen der Halterung über eine Steuerung derart auf einander abgestimmt, daß sich die von der beweglichen Hal terung geführte Faser und der Aushärtungsstrahl an der Flüssigkeitsoberfläche beim Aushärtevorgang kreuzen. Accordingly the displacement of the Aushärtungsstrahls the movements of the holder via a control system are matched to each other that the esterification of the movable fiber and the guided Hal Aushärtungsstrahl intersect at the liquid surface during curing. Der Ansteuerimpuls zur Auslenkung des Strahls der Strahlungs quelle dient dabei gleichzeitig zur Führung des Halters der jeweils nächsten von dem Aushärtungsstrahl zu kreuzen den Faser. The drive pulse to the deflection of the beam of radiation source simultaneously serves for guidance of the holder of the next of the Aushärtungsstrahl to cross the fiber. Die Halterungen sind dementsprechend auf radia len Geraden mit gemeinsamem Schnittpunkt beweglich ange ordnet. The holders are accordingly to radia len straight movably with a common intersection point belongs.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die Fasern durch die Ösen der angesteuerten Halter hin durchgeführt, innerhalb derer sie jeweils unter einer ge wissen Vorspannung gleitbar gelagert sind. According to a further advantageous refinement, the fibers are carried out through the eyelets of the driven holder toward within which they are slidably supported in each case under a ge know bias. Diese Vorspan nung wird mit herkömmlichen Mitteln, beispielsweise Feder anordnungen, annähernd konstant gehalten. This voltage is Vorspan assemblies by conventional means, such as spring, held approximately constant.

Vorzugsweise sind die Fasern auf axial drehbar gelagerten Vorratsspulen aufgewickelt, wobei sich immer genau die Fa serlänge von der Spule abwickelt, die entsprechend der Au ßenkontur des herzustellenden Körpers benötigt wird. Preferably, the fibers are wound on axially rotatably mounted supply reel, said unwinding always exactly the Fa serlänge of the coil, which is required in accordance with the Au ßenkontur of the product to the body. Ist das Faserende mit der Halterung verbunden, wird auch der durch das schrittweise Eintauchen der Halterung in die strahlungshärtbare Flüssigkeit verursachte Anteil ausgeg lichen. If the fiber end connected to the holder, the proportion caused by the gradual immersion of the support in the radiation curable liquid is handy ausgeg.

Die Vorrichtung eignet sich besonders zur Herstellung dünnwandiger Hohlkörper, wie beispielsweise Gehäuseteilen. The device is particularly suitable for making thin walled hollow body such as housing parts. Aber auch die Herstellung von Kompaktkörpern ist möglich. But the manufacture of compacts is possible. Die Verfestigung der Schichten innerhalb der von dem Aus härtungsstrahl verfestigten Außenkontur kann durch konti nuierliches Überstreichen mit dem Aushärtungsstrahl reali siert werden. The consolidation of the layers within the härtungsstrahl solidified from the off outer contour can be Siert reali by conti nuierliches recoating with the Aushärtungsstrahl. Dieser Vorgang wiederholt sich nach jedem Umlauf das Aushärtungsstrahls innerhalb der neuen Kontur. This process is repeated after each revolution the Aushärtungsstrahls within the new contour. Die Halter zur Führung der Fasern werden während dieser Programmphasen nicht angesteuert. The holder for guiding the fibers are not driven during this program phases.

Handelt es sich bei der strahlungsaushärtbaren Flüssigkeit beispielsweise um bei UV-Licht aushärtenden Kunststoff, ist die Strahlungsquelle, vorzugsweise ein Laser, auf den ultravioletten Wellenlängenbereich abgestimmt. If it is in the radiation-curable liquid, for example, with UV-light curing resin, the radiation source, preferably a laser tuned to the ultraviolet wavelength range.

Im folgenden werden Aufbau und Handhabung einer mit einer Laserstrahlungsquelle ausgestatteten Vorrichtung zur Her stellung von Kunststoffteilen näher beschrieben. In the following construction and handling a body having a laser radiation source apparatus for Her position of plastic parts are described in detail. Bei die ser speziellen Vorrichtung sind die Verstärkungsfasern auf Spulen aufgewickelt und werden über ansteuerbare Faserhal ter geführt. In the ser special apparatus, the reinforcing fibers are wound on spools and are guided by means of controllable ter Faserhal. Die Faserenden sind in Schlitzen einer kreis förmigen, am Boden der Kunststoffwanne fixierbaren Scheibe eingeklemmt. The fiber ends are in slots of a circular, fixable disc clamped at the bottom of the plastic tub.

Vor Inbetriebnahme der Anlage sind die Spulen auf Achsen aufzusetzen und die Faserenden sind über Faserspannungs konstanthalter durch Ösen der Faserhalter hindurchzufä deln. Before commissioning the system, the coil must be mounted on axles and the fiber ends are constant holder spindles via fiber tension by loops of the fiber holder hindurchzufä. Diese Maßnahmen sind auch bei Spulenwechsel auszu führen. These measures lead must also be made at bobbin change. Danach werden die Faserenden durch bestimmte Ma schen der als Sieb ausgeführten Halterung geführt und in periphere Schlitze der kreisförmigen Scheibe eingeklemmt. Thereafter the fiber ends are determined by Ma of the holder is designed as a sieve rule out and clamped in peripheral slots of the circular disk. Überkreuzungen der Fasern im gespannten Zustand sind zu vermeiden. Intersections of the fibers in the clamped state are to be avoided. Nach dem Plazieren der Scheibe auf der Boden platte der Wanne erfolgt das Einsetzen des Siebes und das Einstellen der Faserspannungen. After placing the disc on the bottom of the trough plate occurs the insertion of the wire and the setting of the fiber tension. Die Wanne wird bis zu ei ner Tiefe, die mindestens der Höhe des herzustellenden Kunststoffteiles entspricht mit flüssigem Kunststoff ge füllt. The trough is up to egg ner depth corresponding to at least the height of the produced plastic part filled with liquid plastic ge. Die Form des herzustellenden Kunststoffteiles wird durch die Eingabe des Steuerprogramms für den Bewegungsab lauf des Laserstrahls festgelegt. The shape of the plastic part is determined by the input of the control program for the running Bewegungsab the laser beam. Nach dem Starten des Programms führen der Laserstrahl, die Faserhalter und das Sieb genau aufeinander abgestimmte Bewegungen aus. After starting the program of the laser beam, the fiber holder and the lead wire from precisely coordinated movements. Ist der Fertigungsprozeß abgeschlossen, können die Scheibe, das Sieb und das verfestigte Kunststoffteil aus der Wanne her ausgehoben werden. If the manufacturing process completed, the disc, the screen and the solidified plastic part from the tub forth can be excavated. Abschließend wird das Kunststoffteil von den Fasern abgetrennt und die abgetrennten Enden der Fasern werden aus den Schlitzen der Scheibe entfernt. Finally, the plastic part is separated from the fibers and the severed ends of the fibers are removed from the slots of the disk.

Um ein Abdecken der aushärtenden Strahlung durch die Fa sern zu vermeiden, sind letztere bezüglich ihrer freien Enden vorzugsweise in radialer Richtung verschieblich, während die Strahlungsquelle nicht nur in ihrer Richtung durch Neigung veränderlich ist, sondern bedarfsweise auch um einen Längenbetrag in tangentialer Richtung - bezogen auf eine vertikale Achse des Werkstücks. In order to avoid covering the curing radiation by the company fibers, the latter are with respect to their free ends preferably radially displaceable, while the radiation source is not only in its direction by tilting variable, but if necessary also by a length amount in the tangential direction - with respect to a vertical axis of the workpiece.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu sammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Advantageous developments of the invention are characterized in dependent claims the Un and will be described in more detail below to gether with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Beginn des Fertigungsablaufes, Fig. 1 shows an embodiment of a device according to the invention at the beginning of the production sequence,

Fig. 1a die Umrisse des verfestigten Körpers entspre chend Fig. 1, Fig. 1a, the outlines of the solidified body accordingly Fig. 1,

Fig. 2 die auf Darstellung nur einer Faser schematisch vereinfachte Vorrichtung gemäß Fig. 1 während des Ferti gungsablaufes, Fig. 2 on the representation of only one fiber schematically simplified apparatus of FIG. 1 during the pro duction sequence,

Fig. 2a die Umrisse des verfestigten Körpers entspre chend Fig. 2, Fig. 2a shows the outline of the solidified body accordingly Fig. 2,

Fig. 3 die auf der Darstellung nur einer Faser schema tisch vereinfachte Vorrichtung gemäß Fig. 1 zum Ende des Fertigungsablaufes, Fig. 3, the 1 on the representation of only one fiber schematically simplified apparatus of FIG. At the end of the production sequence,

Fig. 3a die Umrisse des verfestigten Körpers entspre chend Fig. 3 mit umgebenden Fasern, Fig. 3a shows the outline of the solidified body accordingly FIG. 3 with surrounding fibers,

Fig. 4 einen Schnitt durch die stark vergrößerten Ver festigungsschichten und Fig. 4 a section through the fastening layers greatly enlarged Ver and

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der verschie bungsgeraden der Faserführungselemente relativ zur Laser strahlauslenkung. Fig. 5 is a perspective view of the various advertising straight of the fiber guide elements relative to the laser beam deflection.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesent lichen aus einer kastenförmigen Wanne 1 , die mit flüssigem Kunststoff 2 gefüllt ist, einem innerhalb des Kunststoff bades senkrecht zu dessen Oberfläche 3 verschieblichen Sieb 4 , einem Laser 5 , dessen kunststoffhärtender Strahl 6 auf die Kunststoffoberfläche 3 gerichtet ist sowie mehre ren Fasern 7 , welche in peripheren Schlitzen 8 einer am Boden der Wanne 1 fixierten Kreisscheibe 9 eingeklemmt sind, durch Maschen 10 ( Fig. 4) des Siebes 4 über paral lel zur verfestigten Oberfläche 11 ( Fig. 2′ und 3′) des herzustellenden Kunststoffteiles 12 ( Fig. 3′) ver schieblichen Ösen 13 , Mitteln 14 zum Einstellen und Kon stanthalten der Faserspannung und drehbar auf Achsen 15 gelagerten Spulen 16 geführt werden. The apparatus shown in Fig. 1 consists Wesent union of a box-like pan 1, which is filled with liquid plastic 2, one inside the plastic bath perpendicular to the surface 3 displaceable sieve 4, a laser 5, whose plastic curing beam 6 on the plastic surface directed 3 as well as several ren fibers 7 which are clamped in peripheral slots 8 of a fixed to the bottom of the tank 1 the circular disk 9, by stitches 10 (FIG. 4) of the screen 4 via paral lel to the solidified surface 11 (FIG. 2 'and 3 ') of the produced plastic part 12 (FIG. 3') ver displaceable eyelets 13, means 14 for setting and Kon fiber tension and rotatably mounted on axes 15 stanthalten coils 16 are guided.

Der Laserstrahl 6 ist derart auslenkbar, daß auf der Kunststoffoberfläche 3 Konturen 17 aushärtbar sind, die schichtweise die Oberfläche 11 des herzustellenden Kunst stoffteiles 12 begrenzen, wobei das Sieb 4 ausgehend von der Kunststoffoberfläche 3 mit der Aushärtegeschwindigkeit senkrecht zur Kunststoffoberfläche 3 in das Kunststoffbad eintaucht. The laser beam 6 is such deflectable that 3 contours 17 are hardened on the plastic surface, the limit layer, the surface 11 of the manufactured plastic part 12, the screen 4 is immersed starting from the plastic surface 3 with the rate of cure perpendicular to the plastic surface 3 in the resin bath. Die Ösen 13 sind in einer zur Kunststoffober fläche 3 parallelen Ebene beweglich und entsprechend der Auslenkung des Laserstrahls 6 einzeln ansteuerbar, so daß sich die mit der angesteuerten Öse 13 geführte Faser 7 und der Laserstrahl 6 an der Kunststoffoberfläche 3 kreuzen. The eyelets 13 are movable in a face to the plastic top 3 plane parallel and individually controlled according to the deflection of the laser beam 6, so that the run with the driven lug 13 fiber 7 and the laser beam 6 intersect at the plastic surface. 3

Der Bewegungsablauf des Laserstrahles 6 , der Öse 13 ′, die die herausgegriffene Faser 7 ′ führt und des Siebes 3 bei Fortgang des Fertigungsprozesses ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. The movement of the laser beam 6, the eyelet 13 ', which the singled out fibers 7' leads and the wire 3 in continuation of the manufacturing process is shown in FIGS. 2 and 3. Die Fig. 2a und 3a zeigen den im jewei ligen Produktionsstadium bereits verfestigten Abschnitt des herzustellenden Kunstststoffteiles 12 . Figs. 2a and 3a show the already solidified in time jewei production stage portion of the produced Kunstststoffteiles 12th Die den Fig. 1, 2 und 3 zugeordneten Konturen sind mit 17 a, 17 b und 17 c bezeichnet. The associated FIGS. 1, 2 and 3 are provided with contours 17 a, 17 b and 17 c, respectively. Es ist ersichtlich, daß die Öse 13 ′ entlang einer Geraden parallel zur Kunststoffoberfläche 3 ver schieblich ist, wobei die Lageänderung der Öse 13 ′ gegenü ber dem vorangegangenen Durchgang des Laserstrahls von der Änderung des Auslenkungswinkels 18 des Laserstrahls 6 ab hängt. It can be seen that the eyelet 13 'along a straight line is ver displaceable parallel to the plastic surface 3, wherein the change in position of the eyelet 13' gegenü over the previous passage of the laser beam depends on the change in the swing angle 18 of the laser beam 6 from.

In Fig. 4 ist der dritte Durchgang und somit der Aufbau der dritten Schicht in einem stark vergrößerten Schnitt bild dargestellt. In FIG. 4, the third passage, and thus the construction of the third layer in a greatly enlarged cross-sectional image is shown.

Um Überschneidungen zwischen den mechanischen Steuerele menten 19 ( Fig. 1), den Ösen 13 und den Fasern 7 einer seits und dem Laserstrahl 6 ( Fig. 1) andererseits zu ver meiden, sind die verschiebungsgeraden 20 ( Fig. 5) der Ösen 13 und der Steuerelemente 19 derart angeordnet, daß der Laserstrahl 6 bei der größtmöglichen Auslenkung, wie aus Fig. 5 ersichtlich, unmittelbar neben den Steuerele menten 19 bzw. Ösen 13 verläuft. To overlap between the mechanical Steuerele elements 19 (Fig. 1), the eyelets 13 and the fibers 7 on the one hand and the laser beam 6 (Fig. 1) on the other hand avoid to ver, the displacement straight 20 (Fig. 5) of the eyelets 13 and the control members 19 arranged such that the laser beam 6 at the maximum displacement, as shown in Fig. 5 extends immediately adjacent to the Steuerele elements 19 and eyes 13. Die Verschiebungsgeraden 20 schneiden sich demzufolge nicht in einem Punkt sondern auf einem konzentrisch um den Auslenkungskegel des Laser strahls 6 angeordneten Kreis 21 . The shift lines 20 do not intersect therefore at a point but on a concentrically arranged around the laser beam 6 Auslenkungskegel the circuit 21st Da der Durchmesser dieses Kreises 21 der Verschiebungsgeradenschnittpunkte im Inte resse einer gleichmäßigen Überspannung der Oberfläche 11 des herzustellenden Kunststoffteiles 12 mit Fasern 7 mög lichst gering sein muß, ist die Ebene des Kreises 21 der Schnittpunkte der Verschiebungsgeraden 20 dicht unterhalb des Auslenkungszentrums 22 des Laserstrahles 6 angeordnet. Since the diameter of this circle 21 of the displacement straight line intersections in the interest of a uniform overvoltage of the surface 11 of the manufactured plastic part 12 with fibers 7 AS POSSIBLE must be low, the plane of the circle 21 of the intersection points of the displacement line 20 is located just below the Auslenkungszentrums 22 of the laser beam 6 ,

Die Ansteuerung der Ösen 13 gewährleistet auch, daß bei abnehmender Laserstrahlauslenkung zweier aufeinanderfol gender Durchgänge und folglich bei örtlicher Verjüngung des zu generierenden Kunststoffteiles nur die gerade ange steuerte Öse 13 ′ den Kreis 21 der Schnittpunkte der Ver schiebungsgeraden 20 tangiert. The control of the eyes 13 also ensures that with decreasing Laserstrahlauslenkung two aufeinanderfol gender passages and, consequently, in local regeneration of the generated plastic part only the straight driven lug 13 'to the circle 21 of the intersection points of the Ver shift straight 20 affected. Diese Öse 13 ′ wird unmit telbar nach dem Einschmelzen der mit ihr geführten Faser 7 ′ bis weit außerhalb des Kreises 21 der Schnittpunkte zu rückbewegt. This slot 13 'is UNMIT ly after melting of the fiber with their guided 7' to move back to far outside the circle 21 of the intersection points. Damit ist gewährleistet, daß gegenseitige Be hinderungen der Fasern 7 nicht auftreten. This ensures that mutual Be hindrance does not occur of the fibers. 7

Die Form des herzustellenden Kunststoffteiles wird von den Bewegungsabläufen des Laserstrahls 6 bestimmt. The shape of the plastic part is determined by the movements of the laser beam. 6 Im Rahmen des Auslenkungsspielraumes des Laserstrahls 6 und des Ver schiebebereiches der Ösen 13 ist bei entsprechender Wan nengröße jeder beliebig geformte Kunststoffkörper 12 gene rierbar und mit Fasern 7 überziehbar. In the context of Auslenkungsspielraumes of the laser beam 6 and the Ver the eyelets shift region 13 is at a corresponding Wan each Nominal size arbitrarily shaped plastic body 12 gene gurable and towable with fibers. 7

Die Vorrichtung gestattet sowohl die Herstellung von Hohl körpern als auch von kompakten Körpern. The device permits both the production of hollow bodies and of compact bodies. Zur Verfestigung des innerhalb der Außenkontur 17 befindlichen Schicht ist das Programm für den Bewegungsablauf des Laserstrahls 6 derart zu gestalten, daß nach jedem vollen Umlauf des La serstrahls 6 ein meanderförmiges Überstreichen der von der Außenkontur 17 einbeschriebenen Schicht erfolgt. To solidify the layer located within the outer contour 17, the program for the movement of the laser beam 6 is to be designed in such a way that after each full revolution of the La serstrahls 6 takes a meandering sweeping the inscribed by the outer contour 17 layer. Die An steuerung der Ösen ist während des Verfestigungsvorganges der inneren Schicht unterbrochen. The control on the eyelets is interrupted during the solidification process of the inner layer.

Nachfolgend wird die Handhabung der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform einer er findungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Kunst stoffteilen 12 beschrieben. Hereinafter, the operation shown in Figs. 1, 2 and 3 illustrated preferred embodiment of he inventive device for manufacturing of plastic parts 12 will be described. Bei dieser Vorrichtung sind die Fasern 7 auf Spulen 16 aufgewickelt und werden über ansteuerbare Ösen 13 geführt. In this apparatus, the fibers are wound onto spools 16 and 7 are guided through eyelets controllable. 13 Die Faserenden sind in Schlitzen 7 einer kreisförmigen Scheibe 8 einklemmbar und die Scheibe 8 ist am Boden der Kunststoffwanne 1 fixier bar. The fiber ends are clamped in slits 7 of a circular disc 8 and the disc 8 is at the bottom of the plastic tub 1 fixing bar.

Nach dem Aufsetzen der Spulen 16 auf den Achsen 15 sind die Faserenden 7 ′′ über die Faserspannungskonstanthalter 14 durch die Ösen 13 hindurchzufädeln und durch die Maschen 10 des Siebes 4 zu führen, die der Kontur 17 a der ersten Aushärtungsschicht am nächsten liegen. After placement of the coils 16 on the axes 15, the fiber ends 7 '' via the fiber constant voltage 14 are hindurchzufädeln and through the eyelets 13 to pass through the meshes 10 of the sieve 4, the contour 17 are a first Aushärtungsschicht the next. Danach werden die Faserenden 7 ′′ in den peripheren Schlitzen 8 der kreisför migen Scheibe 9 eingeklemmt. Thereafter, the fiber ends 7 '' in the peripheral slots 8 of the disc-shaped kreisför be clamped. 9 Dabei sind Überkreuzungen der Fasern 7 zu vermeiden. In this case, intersections of the fibers 7 are to be avoided. Nachdem die Scheibe 9 auf der Bo denplatte der Wanne 1 fixiert ist, erfolgt das Einsetzen des Siebes 4 in die Wanne 1 und das Einstellen der Faser spannungen. After the wafer is on the Bo denplatte the tank 1 is fixed 9, the insertion of the wire 4 in the tank 1 and the setting of the fiber is carried out voltages. Die Wanne 1 wird bis zu einer Tiefe, die min destens der Höhe des herzustellenden Kunststoffteiles 12 entspricht mit flüssigem Kunststoff 2 gefüllt. The tank 1 is filled to a depth corresponding to the height of the produced least min plastic part 12 with liquid plastic. 2 Die Form des herzustellenden Kunststoffteiles 12 wird durch die Eingabe des Steuerprogramms für den Bewegungsablauf des Laserstrahls 6 festgelegt. The shape of the plastic part 12 is determined by the input of the control program for the movement of the laser beam. 6 Nach dem Starten des Programms führen der Laserstrahl 6 , die Ösen 13 und das Sieb 4 genau aufeinander abgestimmte Bewegungen aus. After starting the program, the laser beam lead 6, the grommets 13 and the screen 4 precisely coordinated movements. Ist der Ferti gungsprozeß abgeschlossen, werden die Scheibe 9 , das Sieb 4 und das verfestigte Kunststoffteil 12 aus der Wanne 1 herausgenommen. If the completed Ferti supply process, the disk 9, the screen 4 and the solidified plastic part 12 to be removed from the tub. 1 Das Kunststoffteil 12 liegt dann in der in Fig. 3a dargestellten Form vor. The plastic part 12 is then in the position shown in Fig. 3a form. Abschließend werden die Faserreste von dem Kunststoffteil 12 abgetrennt und die Enden 7 ′′ der Fasern 7 werden aus den Schlitzen 8 der Scheibe 9 entfernt. Finally, the fiber residues are separated from the plastic part 12 and the ends 7 '' of the fibers 7 are removed from the slots 8 of the disc. 9

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei spiel. The invention is not limited in its embodiment to the above-described preferred Ausführungsbei game. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Rather, a number of variants which make use of the described solution even for basically different configurations.

Claims (10)

  1. 1. Vorrichtung zur Herstellung beliebig geformter Kunst stoffkörper unter Verwendung einer Vorrichtung, bestehend aus einer durch energiereiche Strahlung aushärtbaren Flüs sigkeit gefüllten Wanne, einer innerhalb der Flüssigkeit in vertikaler Richtung verschieblichen, insbesondere ta blettartigen, Halterung für einen herzustellenden Körper und einer Quelle für die energiereiche Strahlung, insbe sondere eines Lasers, dessen Strahl auf die Flüssigkeits oberfläche gerichtet und derart auslenkbar ist, daß in der flüssigen Phase im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche Kon turen aushärtbar sind, die schichtweise das Volumen des so zu erzeugenden Körpers bilden, wobei die Halterung in im wesentlichen der Aushärtungstiefe entsprechenden Schritten zunehmend tiefer in die Flüssigkeit eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche ( 3 ) gerichtete zugfeste Fasern ( 7 ) zur Verstärkung des herzustellenden Körpers ( 11 ) mit ihren un 1. An apparatus for producing arbitrarily shaped plastic body by using a device consisting of a curable by high-energy radiation flues sigkeit filled tub, a movable within the liquid in the vertical direction, in particular ta blettartigen, a holder for a produced body and a source of energy radiation, in particular sondere a laser whose beam is directed onto the liquid surface and so deflected that in the liquid phase in the region of the liquid surface Kon structures are cured, the layers forming the volume of the thus generating body, wherein the bracket in substantially cure depth corresponding steps progressively deeper immersed in the liquid, characterized in that directed substantially perpendicular to the liquid surface (3) high tensile strength fibers (7) for amplifying the produced body (11) with their un teren Enden ( 7 ′′) mit der Halterung ( 4 ) mitgeführt vorgesehen sind und ober halb der Flüssigkeitsoberfläche ( 3 ) durch in horizontaler Richtung bewegliche Führungsmittel ( 19 ), vorzugsweise ent lang einer Geraden ( 20 ), derart nachführbar angeordnet sind, daß sie sich innerhalb der Flüssigkeit ( 2 ) stets im zugeordneten auszuhärtenden Bereich befinden. direct ends (7 '') with the support (4) are entrained provided and upper half of the liquid surface (3) by moving in a horizontal direction guide means (19), preferably ent long a straight line (20) are arranged with trim that they within the liquid (2) is always located in the assigned area to be cured.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch ge kennzeichnet, daß die Fasern ( 7 ) mit ihren unteren Enden ( 7 ′′) fest mit der, insbesondere als Sieb ausgebildeten, Halterung ( 4 ) verbunden sind. 2. Device according to claim 1 characterized in that the fibers (7) having their lower ends (7 '') is fixed to the, in particular designed as a sieve holder (4) are connected.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch ge kennzeichnet, daß die Fasern ( 7 ) mit ihren unteren Enden ( 7 ′′) mit einer fest auf dem Boden der Wanne ( 1 ) befindlichen Scheibe ( 9 ) oder Platte verbunden sind. 3. A device according to claim 1 characterized in that contained the fibers (7) at their lower ends (7 '') with a fixed on the bottom of the tub (1) disc (9) or plate are connected.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch ge kennzeichnet, daß die Scheibe ( 9 ) an ihrem Umfang Schlitze ( 8 ) zur Aufnahme der Faserenden ( 7 ′′) auf weist. 4. The device according to claim 3 characterized in that the disc (9) on its periphery slots (8) for receiving the fiber ends (7 '') has.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füh rung der Fasern ( 7 ) Durchführungsösen ( 13 ) aufweisende Führungsmittel ( 19 ) vorgesehen sind, die in einer im we sentlichen zur Flüssigkeitsoberfläche ( 3 ) parallelen Ebene beweglich und entsprechend der Auslenkung des die Aushär tung bewirkenden Strahls ( 6 ) einzeln ansteuerbar sind. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that authorized to bring the fibers (7) Durchführungsösen (13) having guide means (19) are provided which are parallel in a sentlichen in we to the liquid surface (3) level portable and in accordance with the deflection of the Aushär tung causing beam (6) are individually controllable.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fa sern ( 7 ) unter Vorspannung führbar gelagert sind. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the feasible are mounted under pre-tension Fa fibers (7).
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obe ren Bereiche der Fasern ( 7 ) auf drehbar gelagerten Vor ratsspulen ( 16 ) aufgewickelt sind. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the OBE ren portions of the fibers (7) are wound onto spools rotatably mounted before rats (16).
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle ( 5 ) nicht allein in ihrer Strahlrichtung steuerbar ist, sondern auch um einen solchen Betrag in ho rizontaler Richtung verschieblich gelagert ist, so daß durch diese Verschiebung ein Überschneiden des Strahls ( 6 ) mit einer Faser ( 7 ) außerhalb des auszuhärtenden Bereichs vermeidbar ist. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation source (5) is controllable not only in their beam direction, but also by such an amount in ho rizontaler direction displaceably mounted, so that (by this displacement an overlap of the beam 6) is preventable with a fiber (7) outside the area to be cured.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 da durch gekennzeichnet, daß die faser führenden Ösen ( 13 ) entlang sich auf einem den der maxima len Strahlauslenkung entsprechenden Auslenkungskegel kon zentrisch umgebenden Kreis ( 21 ) schneidender Geraden ( 20 ) verschieblich sind und nach jeder Ansteuerung weit außer halb des Kreises ( 21 ) befindliche Ausgangsposition einneh men. 9. Device according to one of claims 1 to 8 as characterized by that the fiber-guiding eyes (13) along on a to the maxima len beam deflection corresponding Auslenkungskegel con centrically surrounding circuit (21) intersecting straight lines (20) are slidably and after each control far beyond half of the circle starting position (21) located einneh men.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Fasern ( 7 ) um Gewirke handelt. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the fibers (7) to knitted fabric.
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