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Gebiet der
Erfindung und Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung
eines Produkts aus einem Trägermaterial,
einschließlich
einer Einrichtung für das
Aufbringen von übereinander
liegenden Schichten von Trägermaterial
auf eine Auflage und ein Element für das Verbinden des Trägermaterials
in ausgewählten
Abschnitten des Trägermaterials,
um aus dem Trägermaterial
ein durchgehendes Erzeugnis auszubilden, wobei die Auflage und dadurch
ebenfalls das Trägermaterial
und das Bindeelement in einer gegenseitig verschiebbaren Art und
Weise angeordnet sind, um ein Medium in verschiedenen Positionen
des Trägermaterials
mit Hilfe des Bindeelements aufzubringen. Des weiteren betrifft
die Erfindung ein Verfahren für
die Herstellung eines Produkts aus einem Trägermaterial, welches das Aufbringen von
Schichten von Trägermaterial übereinander,
das Verbinden des Trägermaterials
in ausgewählten
Abschnitten desselben zu einem durchgehenden Erzeugnis mit Hilfe
des Einsatzes eines Bindeelements und das gegenseitige Verschieben
des Trägermaterials
und des Bindeelements in Übereinstimmung
mit einem ausgewählten
Bewegungsmuster, um mit Hilfe des Bindeelements ein Medium in verschiedenen
Positionen des Trägermaterials
aufzubringen, umfasst.
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Die
Erfindung ist anwendbar, wenn viele verschiedene Arten von Erzeugnissen
hergestellt werden, jedoch wird nachfolgend die Anwendung der Herstellung
von so genannten FFF-Artikeln (Herstellung durch Freiformen), wobei
Pulvergranulat zu einem festen Produkt verbunden wird, in einer
beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Weise beschrieben werden.
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Die
Herstellung von FFF-Artikeln kann erfolgen, indem ein pulverförmiges Trägermaterial
in dünnen
Schichten aufgebracht wird und diese Abschnitte, welche das Produkt
bilden sollen, miteinander verbunden werden. Demgemäß impliziert dies,
dass man sagen kann, dass jede Schicht Trägermaterial einen Querschnitt
des Produkts darstellt. Durch das Verbinden des Pulvers innerhalb
jeder entsprechenden Schicht und zwischen den Schichten wird ein dreidimensionales
Produkt durch eine Reihe von Schichten ausgebildet. Unterschiedliche
Schichten, die unterschiedliche Geometrien und/oder Dimensionen
der in Frage kommenden Abschnitte aufweisen, werden miteinander
verbunden, um die gewünschte Form
des Endprodukts zu erhalten. Danach wird das fertige Produkt von
nicht mit diesem verbundenen Trägermaterial,
welches es umgibt, befreit.
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Die
US-A-5 427 733 offenbart die Übertragung
von Wärme
in Form von Laserenergie auf diejenigen Abschnitte eines Pulver-Trägermaterials,
die gesintert werden, um ein durchgehendes Produkt auszubilden,
und Scanningspiegel für
die Laserstrahlung, die in Bezug auf das Trägermaterial verschiebbar sind
und wobei Fehler bei der Laserstrahlung festgestellt und ausgeglichen
werden.
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Das
Verbinden des Trägermaterials
kann ebenfalls erfolgen, indem ein Medium, üblicherweise ein flüssiges Bindemittel,
denjenigen Abschnitten des Trägermaterials
zugeführt
wird, die miteinander verbunden werden sollen. Es besteht ebenfalls
die Möglichkeit,
ein Medium hinzuzufügen,
das an sich nicht in der Lage ist, das Trägermaterial miteinander zu verbinden,
welches es jedoch möglich
macht, das Trägermaterial
in denjenigen Abschnitten, die mit dem Medium vorbereitet wurden,
in einer nachfolgenden Behandlung, zum Beispiel durch die Zuführung von
Wärme,
miteinander zu verbinden.
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Ein
Bindeelement wird genutzt, um das Medium an die in Frage kommenden
Abschnitte des Trägermaterials
zu verteilen, geeigneterweise ein Aufbringungselement, wie zum Beispiel
ein gesteuerter Druckkopf, der in Bezug auf das Trägermaterial
verschoben wird, während
das Medium aus einer Vielzahl von Düsen des Druckkopfes auf die
gewünschten
Positionen ausgegeben wird. Es ist sehr wichtig, dass dieses Aufbringen
des Mediums in einer solchen Weise erfolgt, dass beim Fertigartikel
keine durchgängigen
Mängel,
d.h. nicht verbundene Bereiche, erzeugt werden. Selbst ein nicht
verbundenes Volumen mit einer sehr geringen Ausdehnung in einer Dimension
kann implizieren, dass der Artikel eine strukturelle Festigkeit
erlangt, die wegen des nicht verbundenen Volumens, welches als ein
durchgängiger
Riss vorliegt, bei weitem zu gering ist.
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Druckköpfe, welche
für Ausdrucke
auf Papier benutzt werden, lösen
das Problem der Vermeidung von Fehlern, d.h. eines fehlerhaften
Ausdrucks als Ergebnis des Nichtfunktionierens einer Düse oder von
mehreren Düsen
des Druckkopfes durch die mehrmalige Vornahme der Druckbewegung
in im Wesentlichen den gleichen Positionen, während der Druckkopf um einen
relativ kleinen Abstand verschoben wird. Die Größenordnung des Abstands oder
der Verschiebung kann im Verhältnis
zur Druckauflösung definiert
werden, d.h. dem Abstand, mit dem es möglich ist zu drucken. Eine
solche Verschiebung entspricht in etwa einem Abstand, bis zu wenigen
hundert Abständen
zwischen jeder Druckbewegung. Dies erfolgt unabhängig davon, ob Fehler existieren oder
nicht, und unabhängig
von der Position solcher Fehler in einer solchen Weise, dass eine
gewünschte ausreichend
hohe Druckqualität
wahrscheinlich wird.
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Das
oben erwähnte
allgemeine Fehlerausgleichsverfahren, das zum Beispiel bei Tintenstrahldruckern
oder elektrostatischen Druckern für Ausdrucke auf Papier zum
Einsatz kommt, ist jedoch, besonders aus zwei Gründen, bei der Herstellung von FFF-Artikeln
nicht geeignet:
- 1. Die Menge des aufgebrachten
Bindemittels ist oft von entscheidender Bedeutung für die Qualität des Fertigprodukts,
was bedeutet, dass eine willkürliche
Anzahl von Aufbringungen nicht vorgenommen werden kann, um zu sichern,
dass sich keine nichtverbundenen Bereiche ergeben, und
- 2. das Verfahren tendiert dahin, nicht in Wettbewerb mit anderen
Herstellungsverfahren treten zu können, wenn die Zeit, die für das Aufbringen
von zum Beispiel einem Bindemittel erforderlich ist, einen bestimmten
Wert überschreitet,
was der Grund dafür
ist, warum es wünschenswert
ist, die Anzahl von Aufbringungen zu minimieren, während die
erforderliche Qualität
beibehalten wird.
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Wenn
die aufgebrachte Menge des Bindemittels zu groß wird, kann der Fertigartikel
eine fehlerhafte Form erhalten, zum Beispiel als Ergebnis von seitlichem
Auslaufen. Wenn andererseits die Menge des Bindemittels zu klein
wird, könnten
die verbundenen Bereiche zu klein werden, und nicht verbundene Lücken können zwischen
den Bereichen entstehen.
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Aufgabe der
Erfindung und Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
erste Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung
der Art, wie sie einleitend definiert worden ist, wobei diese Vorrichtung
es möglich
macht, Mängel
beim Fertigprodukt vorauszusagen und zu vermeiden, während gleichzeitig
der Einsatz der Einrichtung, die für das Verbinden des Trägermaterials
genutzt wird, optimiert werden kann, wenn ein Produkt aus einem
Trägermaterial,
vorzugsweise in Form eines Pulvers, hergestellt wird. Diese Aufgabe
wird mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 in der vorliegenden
Patentanmeldung gelöst.
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Eine
zweite Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
der Art, wie es einleitend definiert worden ist, wobei dieses Verfahren
es möglich
macht, Mängel
beim Fertigprodukt vorauszusagen und zu vermeiden, während gleichzeitig
der Einsatz der Einrichtung, die für das Verbinden des Trägermaterials
genutzt wird, optimiert werden kann, wenn ein Produkt aus einem
Trägermaterial,
vorzugsweise in Form eines Pulvers, hergestellt wird. Diese Aufgabe
wird mit Hilfe eines Verfahrens gemäß Anspruch 10 der vorliegenden
Erfindung gelöst.
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Durch
das Feststellen der Fehler, die beim Bindeelement auftreten können, gibt
es die Möglichkeit,
das optimale Ausmaß zu
wählen,
in welchem das Ausgleichen dieser Fehler während der Produktion vorgenommen
werden sollte, sowie die Art des Ausgleichens, die in einem solchen
Fall vorzunehmen ist. Dadurch gibt es die Möglichkeit, zusätzliche Informationen
in Kombination mit dem Wissen in Bezug auf die festgestellten Fehler
zu nutzen, so dass es möglich
wird zu berechnen, wo der sich ergebende Mangel letztendlich beim
in Frage kommenden Produkt auftreten wird, wenn kein Ausgleich vorgenommen
wird, und folglich gibt es eine Möglichkeit, die Ausgleichsoperation
hinsichtlich von besonders kritischen Positionen beim Produkt zu
priorisieren und an diese anzupassen.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung und den beigefügten
abhängigen
Ansprüchen
ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Eine
detailliertere Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
der Erfindung folgt nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
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Bei
den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
schematische Ansicht gemäß 1,
welche das Bindeelement und die Feststellungseinheit der Vorrichtung
detaillierter veranschaulicht;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht von 1, welche
die Schichten Trägermaterial veranschaulicht,
die bei diesem Querschnitt vorliegen, sowie Fehler, die bei diesen
Schichten vorliegen.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung
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1 ist
eine schematische Ansicht von oben, welche eine Auflage 1,
eine Einrichtung für
das Aufbringen übereinander
liegender Schichten eines Trägermaterials 3,
vorzugsweise in Form eines Pulvers, zeigt, jedoch sind Anwendungen
mit einem Trägermaterial
in Form einer Flüssigkeit
ebenfalls möglich,
auf der Auflage 1, und ein Element 4 für das Verbinden
des Trägermaterials 3 in
ausgewählten
Abschnitten 5 des Trägermaterials 3,
um ein durchgehendes Erzeugnis aus dem Pulvermaterial auszubilden.
Die Aufbringungseinrichtung 2 ist dafür ausgelegt, das Trägermaterial 3 auf
der Auflage 1 in dünnen
Schichten aufzubringen. Um das Aufbringen vorzunehmen, kann die
Aufbringungseinrichtung 2 zum Beispiel einen Behälter 6 mit
einer Düse 7 (mit
einer gestrichelten Linie in 1 angegeben)
aufweisen, die zur Auflage 1 hin gerichtet ist, in Form
einer Öffnung,
durch welche Trägermaterial
auf die Auflage oder auf vorangehende Trägermaterialschichten aufgebracht
werden kann. Des weiteren sind bei dieser Ausführungsform die Aufbringungseinrichtung 2 und die
Auflage 1 in einer gegenseitig verschiebbaren Weise angeordnet,
wobei sie mit Hilfe der Aufbringungseinrichtung 2 entlang
einer ersten Achse 8 entlang einer ersten Schiene 9 verschiebbar
sind, in geeigneter Weise mit Hilfe eines Motors und der erforderlichen
Steuervorrichtung, mit dem Ziel, das Trägermaterial 3 während der
relativen Verschiebung der Aufbringungseinrichtung 2 und
der Auflage 1 aufzubringen.
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Es
sollte jedoch hervorgehoben werden, dass die Gestaltung der Aufbringungseinrichtung 2 nicht
von entscheidender Bedeutung für
die Verwirklichung der Erfindung ist, und dass ihre Gestaltung dementsprechend
in vielerlei Weise innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung variiert
werden kann. Die Aufbringungseinrichtung kann zum Beispiel einen
Abstreifer für
das nachfolgende Ebnen des aufgebrachten Pulvermaterials aufweisen.
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Das
Bindeelement 4 und die Auflage 1 sind in einer
gegenseitig verschiebbaren Weise angeordnet, um Energie zum Trägermaterials
zu übertragen und/oder
um ein Medium in verschiedenen Positionen des Trägermaterials mit Hilfe des
Bindeelements aufzubringen. Die Gestaltung des Bindeelements 4 ist
abhängig
von dem Verfahren, welches für
die Erzeugung des Endprodukts eingesetzt wird.
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Diese
Verfahren können
in zwei unterschiedliche Hauptgruppen aufgeteilt werden:
- 1. Das Bindeelement bringt ein Medium auf dem Trägermaterial
in den ausgewählten
Abschnitten auf, wie zum Beispiel ein Bindeelement, welches das
Pulvergranulat verbindet, zum Beispiel durch Verkleben. In einigen
Fällen
kann dieses Verbinden durch eine anschließende Behandlung für das zusätzliche
Aushärten
des Bindemittels ergänzt
werden.
- 2. Das Bindeelement bringt ein Medium auf dem Trägermaterial
in den ausgewählten
Abschnitten auf, welches das Trägermaterial
nicht verbindet, sondern das Trägermaterial
dergestalt vorbereitet, dass ein Verbinden des Trägermaterials
bei einer nachfolgenden Behandlung ermöglicht wird. Die nachfolgende
Behandlung kann zum Beispiel ein Erwärmen des Trägermaterials sein, wobei das
Pulvergranulat der vorbereiteten Abschnitte mit Hilfe von Adhäsion, Sintern
oder Schmelzen verbunden wird. Statt dessen ist es ebenfalls möglich, die
anderen Abschnitte des Trägermaterials
vorzubereiten, die nicht verbunden werden sollen, um die ausgewählten Abschnitte
bei der nachfolgenden Behandlung zu verbinden, während diese anderen vorbereiteten
Abschnitte als Ergebnis des aufgebrachten des Mediums unverbunden
bleiben.
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Unabhängig davon,
welches Verfahren für das
Verbinden des Trägermaterials
verwendet wird, ist es sehr wichtig, dass das Verbinden keine Mängel beim
Produkt hervorruft, die seine strukturelle Festigkeit in einer nicht
annehmbaren Weise beeinflussen könnten.
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Das
Bindeelement 4 der veranschaulichten Ausführungsform
umfasst eine Vorrichtung 10 für das Aufbringen eines Mediums
auf das Trägermaterial 3. Das
Aufbringen kann innerhalb der ausgewählten Abschnitte 5 stattfinden,
um im Wesentlichen unverzüglich
das Verbinden des Trägermaterials
zu erzielen, oder um das Trägermaterial
so vorzubereiten, dass ein Verbinden des Trägermaterials bei einer nachfolgenden
Behandlung ermöglicht
wird, oder, alternativ, innerhalb derjenigen Bereiche des Trägermaterials,
die sich außerhalb
der ausgewählten
Abschnitte 5 befinden, um das Verbinden bei einer anschließenden Behandlung
zu verhindern. Die Aufbringungseinrichtung 10 kann einen
Satz Düsen
einschließen,
die in einer oder in mehreren Gruppierungen angeordnet sind. Bei
dieser Ausführungsform schließt die Aufbringungseinrichtung
eine Vielzahl dieser mit Düsen 12 versehenen
Gruppierungen für die
Ausgabe von einem Medium oder von mehreren Medien auf das Trägermaterial 3 ein.
Diese Düsen 12 werden
schematisch durch zwei Reihen von Kreisen in jeder entsprechenden
Gruppierung in 2 veranschaulicht.
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Die
Auflage 1 und dadurch ebenfalls das Trägermaterial 3 und
das Bindeelement 4 sind in einer gegenseitig verschiebbaren
Weise angeordnet, um das Verbinden in verschiedenen Positionen des
Trägermaterials 3 zu
erreichen. Zu diesem Zweck kann bei der in 1 gezeigten
Ausführungsform
das Bindeelement 4, geeigneterweise mit Hilfe eines Motors und
einer zugeordneten Steuereinrichtung, entlang einer zweiten Achse 13 entlang
einer zweiten Schiene 14 verschoben werden, wobei die zweite
Schiene 14 ihrerseits entlang einer dritten Achse 15 entlang einer
dritten Schiene 16 in einer Richtung verschoben werden
kann, die im Wesentlichen senkrecht zur Verschiebungsrichtung des
Bindeelements 4 entlang der zweiten Schiene 14 ist.
Auf diese Weise sind das Bindeelement 4 und die Auflage 1 so
angeordnet, dass sie gegenseitig verschiebbar in zwei Dimensionen
auf einer Ebene parallel zur Auflage sind, und dadurch kann die
Energieübertragung
oder das Aufbringen des Mediums in optionalen Positionen der Oberfläche des
Trägermaterials
vorgenommen werden.
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In
geeigneter Weise ist die Auflage vertikal in Bezug auf das Bindeelement 4 und
die Aufbringungseinrichtung 2 einstellbar, um in der Lage
zu sein, den Abstand in einer vertikalen Richtung (siehe 1), d.h.
in einer Richtung senkrecht zur Ausdehnung des Papiers, zwischen
dem Bindeelement 4 und der obersten Schicht des Trägermaterials
und ebenfalls zwischen der Aufbringungseinrichtung 2 und
der obersten Schicht des Trägermaterials
aufrecht zu erhalten, wenn ein wiederholtes Aufbringen von Trägermaterialschichten
vorgenommen wird.
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Weiterhin
kann die Vorrichtung eine Einrichtung 24 für die Übertragung
von Wärme
zum Trägermaterial
aufweisen. Die Wärmeübertragungseinrichtung 24 kann
zum Beispiel innerhalb der Auflage 1 als eine Heizspule
für das
selektive Erwärmen
der ausgewählten
Abschnitte 5 oder des gesamten Trägermaterials platziert werden.
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Des
weiteren schließt
die Vorrichtung eine erfindungsgemäße Einheit 17 für das Feststellen
von Fehlern beim Bindeelement 4 ein sowie eine erfindungsgemäße Einrichtung 18 für das Ausgleichen dieser
Fehler, auf der Grundlage festgestellter Fehler, bei einer anschließenden Energieübertragung zum
Trägermaterial 3 und/oder
einem Aufbringen auf dieses ein. Die Feststellungseinrichtung 17 kann
aus einem optischen Instrument bestehen, wie zum Beispiel eine oder
mehrere Fotozellen 19, und sie ist in geeigneter Weise
angeordnet, um entlang einer vierten Achse 20 entlang einer
vierten Schiene 21 parallel zur Verschiebungsrichtung des
Bindeelements 4 entlang der zweiten Achse 13 verschiebbar
zu sein. Auf diese Weise können
die Feststellungseinrichtung 17 und/oder das Bindeelement 4 dergestalt
verschoben werden, dass sie in relativen Positionen platziert werden
können,
was eine Einschätzung
der Funktion des Bindeelements 4 mit Hilfe der Fotozelle/Fotozellen 19 der
Feststellungseinrichtung 17 möglich macht.
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Dadurch
weist die Ausgleichsvorrichtung 18 in geeigneter Weise
eine Steuereinrichtung 22 auf, die mit dem Bindeelement 4 und
der Feststellungseinrichtung 17 in Verbindung steht und
die so angeordnet ist, dass sie Signale zur Feststellungseinrichtung 17 und/oder
zum Bindeelement 4 für
das Einstellen geeigneter relativer Positionen der Feststellungseinrichtung 17 und
des Bindeelements 4 sendet/von diesen empfängt, wenn
Fehler im Bindeelement 4 festgestellt werden.
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Das
Ausgleichselement 18 kann für das Verschieben der relativen
Positionen und/oder der Ausrichtungen des Bindeelements 4 und
des Trägermaterials 3 in
zumindest einer Richtung angeordnet werden, um die festgestellten
Fehler auszugleichen, d.h. für
das Verschieben der relativen Positionen und/oder Ausrichtungen
des Bindeelements 4 und des Trägermaterials in einen oder
mehreren von sechs Freiheitsgraden (definiert durch drei Achsen der
Translation und drei Achsen der Rotation), um die festgestellten
Fehler auszugleichen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform
ist die Ausgleichsvorrichtung 18 für das Verschieben der relativen
Positionen des Bindeelements 4 und des Trägermaterials 3 in
einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung angeordnet,
in welcher die relative Verschiebung des Bindeelements 4 und
des Trägermaterials 3 während der
Energie übertragung
auf das Trägermaterial
und/oder des Aufbringens auf diesem stattfindet. Das bedeutet, dass
die Ausgleichsvorrichtung 18 für das Ausgleichen der festgestellten
Fehler beim Bindeelement 4 auf der Grundlage von Informationen
von der Feststellungseinrichtung 17 und vom Bindeelements 4 angeordnet
ist, durch das Aussenden von Steuersignalen für das Anpassen der Position
des Bindeelements 4 entlang der zweiten Achse 13,
das heißt,
in Relation zum Trägermaterial 3,
so dass es, wenn das Bindeelement 4 entlang der dritten
Achse 15 verschoben wird, während der Energieübertragung
oder dem Aufbringen des Mediums von der Aufbringungsvorrichtung 10 des
Bindeelements 4 gewährleistet
ist, dass Energieübertragung
auf das Trägermaterial
und/oder das Aufbringen auf dieses in den gewünschten Positionen des Trägermaterials 3 stattfindet.
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Demgemäß kann das
Ausgleichen mit Hilfe einer Anpassung erzielt werden, zum Beispiel
in Form einer Feinanpassung des Bindeelements 4 entlang
der zweiten Achse 13. Es ist möglich, die Anpassung mit Hilfe
der üblichen
Verschiebungsvorrichtung für
das Verschieben des Bindeelements 4 entlang der zweiten
Achse 13 vorzunehmen, und/oder mit Hilfe einer separaten
Verschiebungsvorrichtung, die einen kleineren Verschiebungsbereich
aufweisen kann, jedoch eine genauere Anpassung erlaubt als die übliche Verschiebungsvorrichtung.
Alternativ, oder in Kombination mit den oben erwähnten Ausgleichsverfahren,
können
ein zusätzliche
Bindeelement 23 oder mehrere desselben für den Ausgleich
von Fehlern beim Bindeelement 4 und für die Eliminierung von Mängeln beim
Endprodukt genutzt werden.
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In 1 und 2 ist
ein solches zusätzliches
Bindeelement 23 verschiebbar in Bezug auf das Bindeelement 4 in
einer Richtung parallel zur zweiten Achse 13 angeordnet.
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Die
Verschiebung des Bindeelements 4 relativ zu seiner normalen
Position relativ zum Trägermaterial 3,
welche für
den Ausgleich vorgenommen wird, ist oft von einer Größenordnung
von einem oder wenigen Abständen
und bis zu wenigen hundert Abständen,
wobei ein Abstand die Auflösung
definiert, mit der es möglich
ist, das Trägermaterial
mit Hilfe des Bindeelements 4 zu behandeln.
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2 ist
eine schematische Darstellung der verschiedenen Verschiebungsalternativen
für das Bindeelement 4,
das zusätzliche
Bindeelement 23 und die Feststellungseinrichtung 17.
Die Verbindungen vom Bindeelement 4 und der Feststellungseinrichtung 17 zur
Ausgleichsvorrichtung 18 und die Ausgleichsvorrichtung 18 selbst
werden in 2 nicht gezeigt.
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Beim
Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden Schichten eines vorzugsweise pulverförmigen Trägermaterials übereinander
aufgebracht, und in ausgewählten
Abschnitten des Trägermaterials
werden diese zu einem durchgehenden Produkt unter Einsatz des Bindeelements 4 verbunden,
wobei das Trägermaterial 3 und
das Bindeelement 4 gemäß einem
gewählten
Bewegungsmuster gegeneinander verschoben werden, um ein Medium in
verschiedenen Positionen des Trägermaterials
mit Hilfe des Bindeelements 4 aufzubringen, und weiterhin
werden in Übereinstimmung
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
Fehler beim Bindeelement festgestellt, und auf der Grundlage der
festgestellten Fehler wird der Ausgleich dieser Fehler während dem nachfolgenden
Aufbringen auf das Trägermaterial vorgenommen.
Innerhalb dieses Rahmens kann das Verfahren auf vielfältige Weise
variiert werden. Nachstehend werden vor allem drei unterschiedliche
Varianten, die von Vorteil für
verschiedene Anwendungen sind, beschrieben werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden, nachdem die Verschiebung gemäß dem ausgewählten Bewegungsmuster
vollzogen worden ist, eine oder mehrere zusätzliche Verschiebungen, einschließlich des Ausgleichs
vorgenommen, ehe nachfolgende Schichten von Trägermaterial auf die vorangehende Schicht
Trägermaterial
aufgebracht werden. Dies erfolgt, wenn Fehler beim Bindeelement 4 festgestellt werden
und diese Fehler wahrscheinlich einen nicht annehmbaren Mangel oder
mehrere derselben beim Produkt verursacht haben. Dadurch wird bewirkt, dass
das Bindeelement 4 die Schicht Trägermaterial 3 im gleichen
Bewegungsmuster wie bei der vorangehenden Energieübertragung
oder dem Aufbringen scannt, jedoch während der Ausgleich vollzogen wird,
indem das Bindeelement leicht verschoben wird, in vorteilhafter
Weise in einer Richtung senk recht zur Verschiebungsrichtung des
Bindeelements während
des Verschiebens relativ zum Trägermaterial,
relativ zum vorherigen Bewegungsmuster.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden, nachdem die Verschiebung gemäß dem gewählten Bewegungsmuster vollzogen
worden ist, eine oder mehrere zusätzliche Schichten Trägermaterial
auf die vorangehende Schicht Trägermaterial
aufgebracht, ehe eine weitere derartige Verschiebung, einschließlich des
Ausgleichs vorgenommen wird. Dies erfolgt, falls Fehler beim Bindeelement 4 festgestellt
werden und diese einen nicht annehmbaren Mangel oder mehrere derselben
beim Produkt verursachen würden,
falls das Aufbringen wiederholt beim Vorhandensein von Fehlern beim
Bindeelement 4 vorgenommen wird. Dieses Verfahren ist geeignet
für den
Einsatz, wenn die Fehler in weniger mängelsensitiven Bereichen auftreten,
wo es dennoch wünschenswert
ist zu vermeiden, dass sich die Fehler wiederholen und im Wesentlichen
in den gleichen Positionen auf der X, Y-Ebene wieder auftauchen,
das heißt,
auf einer Ebene parallel zur Auflage 1 an verschiedenen
Positionen vertikal (senkrecht zur Ausdehnung des Papiers).
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Gemäß noch einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
des Verfahrens wird ein zusätzliches
Bindeelement 23, verschiebbar relativ zum Bindeelement 4,
für den
Vollzug des Ausgleichs eingesetzt. Dies ist von Nutzen, wenn Fehler
beim Bindeelement 4 festgestellt worden sind, und diese wahrscheinlich
nicht annehmbare Mängel
beim Produkt in mängelsensitiven
Bereichen verursacht haben können
und es gleichzeitig einen Bedarf an einer hohen Produktionsquote
gibt. Durch das Anpassen des zusätzlichen
Bindeelements relativ zum Hauptbindeelement 4 dergestalt,
dass das zusätzliche
Bindeelement 23 im mängelsensitiven
Bereich und/oder dort, wo das Hauptbindeelement 4 Fehler
aufweist, angeordnet wird, kann im Voraus ein Ausgleich von Fehlern
vorgenommen werden und ohne das Erfordernis, dass das Bindeelement
zweimal oder mehrmals die gleiche Schicht Trägermaterial mit im Wesentlichen
dem gleichen Bewegungsmuster scannt.
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Falls
zu viele Fehler beim Bindeelement 4 festgestellt werden,
so dass ein gewünschtes
Ergebnis trotz der Ausgleichsmöglichkeit
nicht erzielt werden kann, wird in geeigneter Weise eine automatische
oder manuelle Wiederherstellung zur Anwendung kommen, zum Beispiel
das Reinigen von Düsen,
von Positionen des Bindeelements, die nicht funktionieren, und/oder
der Austausch von Teilen des Bindeelements oder des gesamten Bindeelements.
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Das
optische Messelement 17, 19 kann am Bindeelement 4 angeordnet
werden, um ein Vorhandensein oder ein Nichtvorhandensein des Mediums festzustellen,
das aus der Aufbringungsvorrichtung 10 ausgegeben wird,
die im Bindeelement an einer oder mehrerer der Düsen 12 eingeschlossen
ist. Wenn ein ausgegebenes Medium festgestellt wird, kann das Messelement
für die
Bestimmung von zumindest einer Eigenschaft des Mediums, welche in Beziehung
zur Funktion der Aufbringungsvorrichtung 10 steht, angeordnet
werden, wenn dieses Medium vorliegt. Dadurch können die Eigenschaften der Tröpfchen des
Mediums gemessen werden, wie zum Beispiel Größe, Richtung, Geschwindigkeit
und/oder Zeitverzögerung
zwischen dem Steuersignal für
die Erzeugung eines Tröpfchens
und der tatsächlichen Erzeugung
des Tröpfchens.
Die Messungen können in
einer Position oder gleichzeitig in mehreren Positionen vorgenommen
werden, und mit Hilfe der schrittweisen Verschiebung der Feststellungsvorrichtung 17 relativ
zum Bindeelement 4 können
die Feststellung und zugeordnete Messungen in allen Positionen des
Bindeelements vorgenommen werden.
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3 ist
eine hochschematische Darstellung eines Produkts, welches in Übereinstimmung mit
bestimmten vorgegebenen Kriterien und den verschiedenen Verfahren
bestätigt
worden ist, die eingesetzt wurden, um dieses Produkt zu erzielen. 3 kann
als ein Teilquerschnitt einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 betrachtet werden.
Das Bindeelement 4, welches drei mangelhafte Positionen
F bei diesem Querschnitt aufweist, und ein zusätzliches Bindeelement 23,
welches drei Positionen aufweist, die für den Ausgleich genutzt werden
sollen, sind oberhalb der aufgebrachten Schichten Trägermaterial
platziert (von 1–10
nummeriert).
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Es
wird davon ausgegangen, dass andere Einschränkungen der Vorrichtung dergestalt
sind, dass das Bindeelement 4 um ± 2 Positionen verschiebbar
ist, während
das zusätzliche
Bindeelement 23 entlang des Hauptbindeelements 4 in
seiner Gesamtheit verschiebbar ist.
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Die
verschiedenen Schichten Trägermaterial,
die durch Rechtecke veranschaulicht werden, sind schematisch in
Einheiten aufgeteilt, die durch eine entsprechende Position in der
Gruppierung des Bindeelements 4 behandelt werden können.
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Es
wird davon ausgegangen, dass die Anforderungen, die an das Produkt
gestellt werden, ehe es bestätigt
werden kann, dergestalt sind, dass es keine langen durchgängigen Bereiche
gibt, die nicht behandelt sind, und dass alle äußeren Oberflächen zumindest
zwei makellose Einheiten direkt innerhalb derselben aufweisen sollten.
Das Scannen mit Hilfe des Bindeelements im vorgesehenen Bewegungsmuster
wird wiederholt in einer Richtung senkrecht zur Ausdehnung des Papiers
vorgenommen.
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In 3 werden
die folgenden Bezugszeichen verwendet:
F = Fehler bei einer
Position des Hauptbindeelements 4 X = das Hauptbindeelement 4 hat
das erforderliche Aufbringen des Mediums auf der betreffenden Schicht
Trägermaterial
vorgenommen
R = das zusätzliche
Bindeelement 23 hat das erforderliche Aufbringen des Mediums
auf dem betreffenden Trägermaterial
vorgenommen
2 = die Position ist mit Hilfe des Bindeelements
oder des zusätzlichen
Bindeelements in einem zweiten Scannen über die gleiche Position hinweg
behandelt worden
. = die Position des Zentrums des Bindeelements 4 während jedes
jeweiligen Scannens.
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Auf
der rechten Seite von 3 wird das betreffende Trägermaterial
aufgeführt.
Die Schichten 1 und 2 erfordern zwei Scans, da
diese Schichten gemäß der vorgegebenen
Kriterien makellos sein müssen.
Bei den Schichten 3, 4 und 5 werden sowohl
das zusätzliche
Bindeelement 23 eingesetzt als auch der Ausgleich mittels
des Verschiebens des Bindeelements 4 zwischen den Schichten
vorgenommen. Dies führt
zu nicht behandelten Positionen (leere Stellen in 3)
in nicht sensitiven Positionen. Bei Schicht 6 kommen sowohl
zwei Scans als auch das zusätzliche
Bindeelement 23 zum Einsatz. Bei Schicht 7 gibt
es einen ausreichenden Ausgleich mit Hilfe des zusätzlichen
Bindeelements 23, und schließlich reicht es bei den Schichten 8, 9, 10 aus, den
Ausgleich mit Hilfe der Verschiebung des Hauptbindeelements 4 vorzunehmen.