EP3374109A1 - Vorrichtung zur lagerung von modulartigen funktionseinheiten - Google Patents

Vorrichtung zur lagerung von modulartigen funktionseinheiten

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EP3374109A1
EP3374109A1 EP16801155.9A EP16801155A EP3374109A1 EP 3374109 A1 EP3374109 A1 EP 3374109A1 EP 16801155 A EP16801155 A EP 16801155A EP 3374109 A1 EP3374109 A1 EP 3374109A1
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EP
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functional unit
building material
storage compartment
receiving space
assigned
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16801155.9A
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French (fr)
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Frank Herzog
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CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Original Assignee
CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a device for the storage of modular-type functional units to be used or used in the context of the generative production of three-dimensional objects.
  • modules which comprise a movable, in particular height-adjustable, structural or carrier plate mounted relative to a base body of the structural module, on which generative construction of a three-dimensional object takes place in the context of carrying out generative building processes.
  • Corresponding module-like functional units are separate, d. H. in particular independently of a device for carrying out generative building processes, can be handled and, to that extent, can also be stored separately (between).
  • For (intermediate) storage of corresponding functional units storage devices are known in which corresponding functional units (between) can be stored.
  • the invention is thus based on the object of specifying an improved device for the storage of modular-type functional units to be used or used in the context of the generative production of three-dimensional objects.
  • the device described herein is for storage, i. H. in particular the temporary storage of modular-type functional units to be used or used in the context of the generative production of three-dimensional objects.
  • the device can be called or considered as a storage device.
  • a functional unit is generally understood to mean an associated module-like module, in particular a cuboid-shaped geometric shape, which, in the context of the generative production of three-dimensional objects, undertakes one or more tasks or functions or functions intended for a generative construction process.
  • the modular structure of a corresponding functional unit allows a separate Handling of the functional unit; This includes, in particular, handling of the functional unit independently of the other components of the storage device, respectively - handling of the functional unit independently of various components of such a system, ie, in particular of a system for generative production associated with the system, in combination with the storage device with a system for the generative production of three-dimensional objects three-dimensional objects, to understand.
  • a functional unit may be formed as a structural module.
  • a building module comprises at least one movable, in particular height-adjustable, relative to a base body of the building module mounted construction or support plate on which a generative structure of at least one three-dimensional object can take place.
  • a building module serves in particular for supporting a three-dimensional object to be produced generatively while carrying out a generative construction process.
  • a functional unit may be designed as a dosing module.
  • a dosing module comprises at least one, typically chamber-like, receiving space adapted for receiving building material to be consolidated in the course of a generative production of a three-dimensional object, and optionally a dosing device for dosing a specific amount of building material to be solidified in the framework of a generative production of a three-dimensional object from the receiving space ,
  • a dosing module serves, in particular, for providing (metering) a certain amount of building material to be solidified, which is distributed uniformly over a building level of a device for the generative production of three-dimensional objects by means of a coater with formation of a defined building material layer.
  • a functional unit may be designed as an overflow module.
  • Such an overflow module comprises at least one, typically chamber-like, receiving space adapted to receive building material which has not been solidified in the context of a generative production of a three-dimensional object.
  • the overflow module serves, in particular, to receive non-consolidated building material to be removed or removed from a construction or process chamber of a device for generative production.
  • a building material is preferably a metal powder, ie, for example, a powder of aluminum or an aluminum alloy, a powder of an iron alloy (steel), a powder of titanium or a titanium alloy, etc.
  • a metal powder ie, for example, a powder of aluminum or an aluminum alloy, a powder of an iron alloy (steel), a powder of titanium or a titanium alloy, etc.
  • a plastic powder ie, for example, a powder of polyethylene terephthalate (PET), or a ceramic powder, that is, for example, a powder of alumina.
  • the storage device comprises as central components at least one storage device and at least one handling device that can be assigned or assigned to the storage device.
  • the storage device serves for the actual storage of corresponding functional units.
  • the storage device comprises a plurality of storage compartments, which are each set up for storage of at least one functional unit.
  • a respective storage compartment By a respective storage compartment a storage space for storage of at least one corresponding functional unit is spatially limited.
  • the storage device may have a shelf-like structure with arranged in several rows and / or columns storage compartments.
  • a certain number and arrangement corresponding rows and / or column-like arranged storage compartments can form a shelf element.
  • Several corresponding shelf elements can be arranged side by side and / or one above the other in a specific arrangement in order to make the storage device as compact as possible and to optimally utilize the storage or storage capacity of the storage device.
  • several shelf elements z. B. rondellartig along a circular arc next to each other.
  • Individual, several or all storage compartments can be spatially defined by walls.
  • walls are in particular horizontally or vertically aligned or extending walls.
  • At least one wall may be movable in at least one degree of freedom of movement, i. H. in particular slidably mounted relative to at least one further wall, so that a spatially limited by the at least one movable wall and the at least one further wall spatially limited storage compartment by moving the at least one movably mounted wall relative to at least one further wall in its spatial dimensions is.
  • the variability of the bearing device can be increased.
  • a further possibility is created to utilize the storage or storage capacity of the storage facility as optimally as possible.
  • the handling device is used to handle one or more functional units.
  • the handling device is for this purpose partially or fully automated or partially or fully automated for handling at least one functional unit.
  • the handling of corresponding functional units comprises, in particular, insertion or arrangement and alignment of at least one functional unit in a specific storage compartment and / or removal of at least one functional unit arranged in a specific storage compartment from or generally a specific storage compartment.
  • the handling device can be designed as a gripping device comprising at least one handling or gripper element or at least comprise one.
  • a corresponding gripper element is typically movably mounted in at least one degree of freedom of movement. Freedom of movement of a gripper element can be translational and / or rotational degrees of freedom of movement. In principle, combined movements of a gripper element in at least two different degrees of freedom of movement, ie, for example, combined translational and rotational movements, are possible.
  • a gripper device can concretely z. B. comprise at least one lift-like along a first, typically vertical, movement axis (translation axis) movably mounted gripper element.
  • the gripper element can be movably mounted in at least one further, typically horizontal, movement axis (translation axis).
  • a corresponding gripper device can be implemented as a robot (industrial robot).
  • Such a robot typically includes a plurality of robot arms movably mounted in at least one degree of freedom of movement.
  • At least one robot arm comprises at least one gripper element movably mounted in at least one degree of freedom of movement.
  • the entire handling device can (also) be mounted movably (relative to the bearing device) in at least one degree of freedom of movement.
  • the handling device can also stationary, d. H. immovable relative to the storage device to be stored.
  • a possible development of the storage device provides that at least one storage compartment a detection device is assigned or assigned.
  • a detection device typically comprises at least one hard- and / or software-implemented detection element.
  • a detection device equipped by means of respectively suitable detection elements implemented in hardware and / or software, different detection parameters can be detected, which significantly increases the functionality and practicability of the bearing device. All detection parameters detected by a corresponding detection device can be transmitted to at least one communication partner via a possibly wireless, data or communication network.
  • H. z. B. a central control device of a plant for the generative production of three-dimensional objects, transferred.
  • the or a detection device can, for. B. be set up to detect a arranged in the respective storage compartment functional unit. It is therefore possible to detect via a correspondingly established detection device whether a functional unit is mounted in a specific storage compartment. In the case of a functional unit detected in a specific storage compartment, it may further be possible to detect which type of functional unit it is concrete. Consequently, it can be detected which storage capacity of the storage facility is free or occupied and which functional unit (s) are in which storage compartments.
  • the detection of a arranged in a particular storage compartment functional unit or their nature may, for. B. optically, ie in particular by means of an optical scanning process, or mechanically, ie in particular by means of a detection of the weight acting on the bearing device of the functional unit, take place.
  • the or a (further) detection device can, for. B. (also) for detecting at least one state parameter, in particular the operability, at least one functional element of a arranged in the respective storage compartment functional unit to be established. Accordingly, certain state parameters, ie. H. in particular the functionality, certain functional elements detectable. For the example of a building module z. B. detectable whether the proper functioning of the movably mounted building board is given. For this purpose, the detection device z. B. transmit suitable control information to a coupled with the movably mounted construction panel drive and z. B. perform a local and / or temporally resolved detection (monitoring) of movement of the building board under the drive conditions determined by the control information. The detected movement of the building board allows conclusions about the functionality of the movable mounting of the building board.
  • the or another detection device can, for. B. (also) to detect at least one, in particular physical, state parameter within a, in particular at least partially filled with building material, receiving space of a arranged in the respective storage compartment functional unit.
  • a suitably equipped detection means are therefore certain, d. H. in particular physical, state parameters, d. H. z.
  • atmosphere, pressure, humidity, temperature, etc. within functional unit-side recording spaces detectable.
  • a metering or overflow module is therefore z.
  • B. detected which (r) atmosphere, pressure, humidity, temperature, etc. is given within the respective receiving space.
  • the detected state parameters within a receiving space allow in particular conclusions on the quality or processability or reusability of the building material located in the functional unit.
  • the detection of corresponding state parameters can by means of suitable, for. B. Meßsondenartig trained, detection elements take place, which detect corresponding state parameters via a function-side interface provided for this purpose.
  • a functional unit-side interface can, for. B. be realized by an access to and / or in a functional unit-side receiving space.
  • the or another detection device can, for. B. (also) for detecting a level of a building material, which may be arranged in a receiving space of a arranged in the respective storage compartment functional unit. About a suitably furnished Detection device are therefore detectable levels of a located in a functional unit-side receiving space building material. For the example of a dosing or overflow module, it is therefore possible to detect which level is given within the respective receiving space.
  • the detected levels allow in particular conclusions about the need for filling or emptying of the dosing or overflow module.
  • the detection of corresponding levels can also by means of suitable, for. B. Meßsondenartig trained, detection elements take place, which detect corresponding levels via a dedicated functional unit-side interface.
  • a functional unit-side interface can also here z. B. be realized by an access to and / or in a functional unit-side receiving space.
  • the or another detection device z. B. (also) for detecting a, in particular physical, state parameter of a building material, which is received in a receiving space of a arranged in the respective storage compartment functional unit to be established.
  • a correspondingly configured detection means are therefore generally certain, d. H. in particular physical, state parameters, d. H. z.
  • density, humidity, temperature, etc. of a building material located within a functional unit-side receiving space detectable.
  • a metering or overflow module is therefore z. B. detectable, which density, humidity, temperature, etc. is given for a building material.
  • the detected state parameters within a receiving space allow in particular conclusions on the quality or processability or reusability of the building material located in the functional unit.
  • the detection of corresponding state parameters can in turn by means of suitable, for. B. Meßsondenartig trained, detection elements take place, which detect corresponding state parameters via a function-side interface provided for this purpose.
  • a functional unit-side interface can in turn z. B. be realized by an access to and / or in a functional unit-side receiving space.
  • the bearing device can furthermore comprise certain devices or at least be connected to those with data, via which certain measures can be taken depending on the respectively acquired detection parameter, in order, for. B. influence on the quality or processability or reusability of building material located in a functional unit-side receiving space.
  • At least one storage compartment can be assigned or assigned a tempering device, which for tempering at least one, in particular at least partially filled with building material, receiving space of a arranged in the respective storage compartment functional unit and / or for temperature control of a building material, which in a receiving space in the respective storage compartment arranged functional unit is recorded, is set up.
  • the respective temperature which is typically to understand a warming, z. B. via a (direct) temperature control of the functional unit and / or via a control (activation) functional unit side provided temperature control, ie heating elements, for example.
  • the tempering device can be suitably connected via suitable connection means or interfaces to a temperature-controlled tempering fluid z. B.
  • the temperature control unit can transmit control information, which also includes a simple electrical supply, to suitable temperature control means provided on the respective functional unit side via suitable connecting means or interfaces.
  • At least one storage compartment can be assigned or assigned an inerting device, which is set up for inerting at least one, in particular at least partially filled with building material, receiving space of a functional unit arranged in the respective storage compartment.
  • the inerting device via suitable connection means or interfaces and with these coupled or coupled suction not inert gases or gas mixtures such.
  • suction not inert gases or gas mixtures such as air, aspirate from the receiving space and / or with these coupled or coupled blower inert gases or gas mixtures such.
  • argon, carbon dioxide, nitrogen, etc. bring in the receiving space.
  • At least one storage compartment can be assigned to or assigned a filling device which is set up to fill at least one receiving space of a functional unit arranged in the respective storage compartment with building material, and / or an emptying device can be assigned or assigned, which for emptying into at least one receiving space of a the respective storage compartment arranged functional unit befindlichem building material is set up.
  • a filling of a receiving space for example a receiving space of a dosing module
  • a filling device can introduce building material into the receiving space via suitable connection means or interfaces and conveyors coupled or coupled thereto.
  • an emptying a receiving space for example a receiving space of an overflow module, an emptying device can aspirate building material from the receiving space via suitable connecting means or interfaces and with these coupling or coupled suction devices.
  • At least one storage compartment can be assigned or assigned a securing device which is set up for securing the position of a functional unit arranged in a storage compartment.
  • a corresponding securing device enables a positionally stable or stable bearing of a functional unit arranged in a storage compartment and thus increases the safety of the storage facility.
  • the securing device can be at least one, in particular mechanically and / or magnetically acting, Securing element, for. Example in the form of a mechanical pin, protrusion, etc. or a magnetizable or magnetic magnetic element, which acts in a security state such on the functional unit to be secured, that the functional unit is arranged fixed in position in the respective storage compartment.
  • functional unit side corresponding, in particular mechanical or magnetic, counter-securing elements, for. B. in the form of receptacles for mechanical locking pins or magnetizable or magnetic magnetic elements, may be provided.
  • the bearing device may comprise a control device.
  • the control device is in particular configured to control the operation of individual, several or all of the said devices.
  • the control can be carried out on the basis of at least one acquisition parameter acquired via a detection device. For example, a control of the operation of a tempering device in dependence on a detected temperature of a building material carried out to temper the building material accordingly.
  • a control of the operation z. B. a Inertleiterseinnchtung depending on a detected atmosphere and / or a detected pressure within a functional unit-side receiving space done in order to inactivate the receiving space accordingly.
  • the invention further relates to a system for the generative production of three-dimensional objects.
  • the plant comprises at least one, d. H. optionally several, as described storage device (s) of in the context of the generative production of three-dimensional objects to be used module-like functional units and at least one, d. H. optionally a plurality of device (s) for the generative production of three-dimensional objects by successively layer-wise selective solidification of building material layers of solidifiable building material by means of at least one energy.
  • Laser beam The latter devices comprise at least one device for generating at least one energy or laser beam for layer-wise selective solidification of individual building material layers of solidifiable building material.
  • the latter devices may be selective laser melting devices (SLM devices) or selective laser sintering devices (SLS devices). All designs in connection with the storage device apply analogously to the system.
  • a storage device z. B a preparation station (handling station) for the preparation of a generative construction process or a Post-processing station (handling or unpacking) for post-processing of a generative construction process, ie in particular for "unpacking" a generatively produced three-dimensional object to be assigned.
  • transport facilities ie. H. z. B., possibly inertizable, tunnel-like transport or rail systems, be provided to transport functional units, if necessary, between separate storage devices back and forth.
  • Fig. 1-3 each a schematic diagram of a storage device for storage of modular
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a system comprising such a bearing device for the generative production of three-dimensional objects.
  • FIGS. 1, 2 each show a basic illustration of a bearing device 1 for mounting module-like functional units 2.
  • the storage device 1 is used for storage, d. H. in particular the intermediate storage, of modular elements to be used or used in the context of the generative production of three-dimensional objects, typically cuboidal or -shaped functional units 2.
  • a building module 2a comprises at least one building panel 3 (see FIG. 2) which is movable, in particular height-adjustable, mounted relative to a base body of the building module 2a, on which a generative structure of a three-dimensional object can take place.
  • a building module 2 a serves in particular for supporting a three-dimensional object to be produced generatively during the execution of a generative construction process.
  • a functional unit 2 can also be a dosing module 2b.
  • a dosing module 2b comprises at least one, typically chamber-like, receiving space 5, which is set up to receive building material 4 to be solidified in the course of a generative production of a three-dimensional object, and optionally a dosing device (not shown) for dosing a certain amount during generative production of a three-dimensional object
  • a dosing module 2b serves in particular for providing (metering) a certain amount of building material 4 to be solidified, which is produced by means of a coating device is distributed uniformly over a building level of a device 6 for the generative production of three-dimensional objects to form a defined layer of building material.
  • a functional unit 2 may also be an overflow module 2c.
  • An overflow module 2c comprises a typically chamber-like receiving space 5, which is designed to hold building material 4 which has not solidified as part of a generative production of a three-dimensional object.
  • the overflow module 2c is used in the generative production of three-dimensional objects, in particular non-solidified components from a construction or process chamber a building material 4 to be removed or removed from a device 1 for generative production.
  • the storage device 1 comprises as central components at least one storage device 7 and at least one handling device 8 that can be assigned or assigned to the storage device 7.
  • the storage device 7 is used for the actual storage of corresponding functional units 2.
  • the storage device comprises a plurality of storage compartments 9, which are each set up for storage of at least one functional unit 2.
  • the bearing device 7 can have a shelf-like structure with bearing compartments 9 arranged in a plurality of rows and / or columns.
  • a certain number and arrangement corresponding rows and / or column-like arranged storage compartments 9 may form a shelf element 10.
  • Several corresponding shelf elements 10 may be arranged side by side and / or one above the other in a specific arrangement in order to make the storage device 7 as compact as possible and to optimally utilize the storage or storage capacity of the storage device 7.
  • a plurality of shelf elements 10 may be arranged in a rondelike manner along a circular arc next to each other (see Fig. 2).
  • the respective storage compartments 9 are spatially defined by walls 1 1.
  • corresponding walls 1 1 are aligned horizontally or vertically or extending.
  • Single, multiple or all walls 1 1 can - as indicated in Fig. 1 by the double arrows within the storage device 7 - in at least one degree of freedom of movement, ie in particular displaceable, be mounted relative to at least one further wall 1 1, so that a by a movably mounted wall 1 1 and the at least one further wall 1 1 spatially limited storage compartment 9 by movement of a movably mounted wall 1 1 relative to a further wall 1 1 in its spatial dimensions is variable. In this way, the variability of the bearing device 7 can be increased.
  • the handling device 8 is used to handle one or more functional units 2 and is for this purpose partially or fully automated or partially or fully automated for handling at least one functional unit 2 set.
  • the handling of corresponding functional units 2 comprises inserting or arranging and aligning at least one functional unit 2 into a specific storage compartment 9 and / or removing at least one functional unit 2 arranged in a specific storage compartment 9 from or generally a specific storage compartment 9.
  • the handling device 8 is designed as a gripper device 13 comprising a handling or gripper element 12.
  • the gripper element 12 is - as indicated in Fig. 1 by the double arrows in the handling device 8 - movably mounted in several degrees of freedom of movement. Freedom of movement of the gripper element 12 are translational and / or rotational degrees of freedom of movement, combined movements of the gripper element 12 in at least two different degrees of freedom of movement, d. H. z. B. combined translational and rotational movements are possible.
  • the gripper device 13 could also be implemented as a robot (industrial robot) which comprises a plurality of robot arms movably mounted in at least one degree of freedom of movement, wherein at least one robot arm comprises at least one gripper element 12 movably mounted in at least one degree of freedom of movement.
  • a robot industrial robot
  • the gripper device 13 could also be implemented as a robot (industrial robot) which comprises a plurality of robot arms movably mounted in at least one degree of freedom of movement, wherein at least one robot arm comprises at least one gripper element 12 movably mounted in at least one degree of freedom of movement.
  • FIG. 3 shows an exemplary detail of a bearing device 7 in the form of a schematic diagram
  • respective bearing compartments 9 can be assigned a detection device 14.
  • the detection device 14 includes hardware and / or software implemented detection elements (not shown), via which can be detected different detection parameters. All detection parameters detected by the detection device 14 can be transmitted to at least one communication partner via an optionally wireless, data or communication network (not shown).
  • the detection device 14 can in principle be designed to detect a functional unit 2 arranged in a respective storage compartment 9. It is therefore possible to detect via the detection device 14 whether a functional unit 2 is mounted in a specific bearing compartment 9. In the case of a functional unit 2 detected in a specific storage compartment 9, it is furthermore possible to detect what type of functional unit 2 (ie, for example, structural module 2 a, dosing module 2 b, overflow module 2 c) is concrete. Consequently, it can be detected which storage capacity of the storage device 7 is free or occupied and which functional unit (s) 2 are located in which storage compartments 9. The detection of a arranged in a particular storage compartment 9 functional unit, respectively, the nature of their z. B. optically, ie in particular by means of an optical scanning process, or mechanically, ie in particular by means of a detection of the force acting on the bearing device 7 weight the functional unit 2, take place.
  • the or a (further) detection device 14 can be set up to detect at least one state parameter, in particular the functionality, of at least one functional element of a functional unit 2 arranged in the respective bearing compartment 9.
  • a building module 2a z. B. detectable whether the proper functioning of the movably mounted building board 3 is given.
  • the detection device 14 can transmit suitable control information to a drive (not shown) coupled to the movably mounted construction board 3 and, for example, B. perform a local and / or temporally resolved detection (monitoring) of a movement of the building board 3 under the drive conditions determined by the control information.
  • the detected movement of the building board 3 allows conclusions about the functionality of the movable mounting of the building board.
  • the or another detection device 14 may be configured to detect at least one, in particular physical, state parameter within a receiving space 5 of a functional unit 2 arranged in the respective storage compartment 9, in particular at least partially filled with building material 4.
  • a metering or overflow module 2b, 2c is therefore z. B. detected, which (r) atmosphere, pressure, humidity, temperature, etc. is given within the respective receiving space 5.
  • the detected state parameters within the receiving space 5 in particular make it possible to draw conclusions about the quality or processability or reusability of the building material 4 located in the functional unit 2.
  • the detection of corresponding state parameters can be achieved by means of suitable, e.g. B. Meßsondenartig trained, detection elements take place, which detect corresponding state parameters via a function-side interface provided for this purpose.
  • a functional unit-side interface can, for. B. by an access option (not shown) and / or realized in a functional unit-side receiving space 5.
  • the or another detection device 14 may be configured to detect a fill level of a building material 4 which is arranged in a receiving space 5 of a functional unit 2 arranged in the respective storage compartment 9.
  • a dosing or overflow module 2b, 2c it is therefore possible to detect which filling level is present within the respective receiving space 5.
  • the detected fill levels in particular allow conclusions about the need for filling or emptying of the dosing or overflow module 2b, 2c.
  • the detection of corresponding levels can also by means of suitable, for.
  • B. Meßsondenartig trained, detection elements take place, which detect corresponding levels via a dedicated functional unit-side interface.
  • a functional unit-side interface can also here z. B.
  • the or a further detection device 14 for detecting a, in particular physical, state parameter of a building material 4, which is accommodated in a receiving space 5 of a functional unit 2 arranged in the respective storage compartment 9, can be set up.
  • a metering or overflow module 2b, 2c is therefore z. B. detectable, which density, humidity, temperature, etc. is given for a building material 4.
  • the detected state parameters within a receiving space 5 in particular make it possible to draw conclusions about the quality or processability or reusability of the building material 4 located in the functional unit 2.
  • the detection of corresponding state parameters can in turn be achieved by means of suitable, e.g. B.
  • Meßsondenartig trained, detection elements take place, which detect corresponding state parameters via a function-side interface provided for this purpose.
  • a functional unit-side interface can in turn z. B. be realized by an access option and / or in a functional unit-side receiving space 5.
  • the storage device 7 may include certain devices or at least be connected in terms of data in terms of which, depending on the respective detected detection parameter can take certain measures to z. B. influence on the quality or processability or reusability of in a functional unit 2 or in a functional unit-side receiving space 5 located building material 4 to take.
  • the storage compartments 9 as a corresponding means u.a. associated with a temperature control 16, which for temperature control of a, in particular at least partially filled with building material 4, receiving space 5 arranged in the respective storage compartment 9 functional unit 2 and / or for temperature control of a building material 4, which arranged in a receiving space 5 a in the respective storage compartment 9 Function unit 2 is included, is set up.
  • the respective temperature control which is typically to be understood as heating, can be controlled by (direct) temperature control of the functional unit 2 and / or by control (activation) of temperature control means (not shown) provided on the functional unit side.
  • the tempering device 16 via suitable connection means or interfaces a correspondingly tempered tempering z.
  • the temperature control unit can transmit control information, which also includes a simple electrical supply, to suitable temperature control means provided on the respective functional unit side via suitable connecting means or interfaces.
  • the bearing compartments 9 are assigned an inerting device 17, which is set up for inerting at least one, in particular at least partially filled with building material 4, receiving space 5 of a functional unit 2 arranged in the respective storage compartment 9.
  • the inerting device 17 can be connected via suitable connection means or interfaces (not shown). and with these coupled or coupled suction devices (not shown) not inert gases or gas mixtures, such as.
  • suction devices not inert gases or gas mixtures
  • As air aspirate from the receiving space 5 and / or with these coupled or coupled blower devices (not shown) inert gases or gas mixtures, such as.
  • the storage compartments 9 is associated with a filling device 18 which is adapted to fill at least one receiving space 5 of a arranged in the respective storage compartment 9 functional unit 2 with building material 4, and associated with an emptying device 19, which for emptying into at least one receiving space 5 in the respective storage compartment 9 arranged functional unit 2 befindlichem building material 4 is set up.
  • the filling device 18 can introduce building material 4 into the receiving space 5 via suitable connecting means or interfaces (not shown) and conveyors (not shown) which can be coupled or coupled thereto.
  • an emptying device 19 can aspirate building material 4 out of the receiving space 5 via suitable connection means or interfaces (not shown) and with these coupled or coupled suction devices (not shown).
  • the storage compartments 9 are also associated with securing device 20, which is set up for positionally secure securing of a functional unit 2 arranged in a storage compartment 9.
  • a corresponding securing device 20 enables a positionally stable or stable mounting of a functional unit 2 arranged in a storage compartment 9, thus increasing the safety of the storage facility 7.
  • the securing facility 20 may comprise at least one, in particular mechanically and / or magnetically acting, securing element (not shown), z.
  • Function unit side, corresponding, in particular mechanical or magnetic, counter-securing elements (not shown), for. B. in the form of receptacles for mechanical locking pins or magnetizable or magnetic magnetic elements, may be provided.
  • the bearing device 1 may comprise a control device 21.
  • the control device 21 is in particular configured to control the operation of individual, several or all of the devices mentioned.
  • the control can be carried out on the basis of at least one detection parameter detected by the detection device 14.
  • a controller of the Operation of the tempering 16 in response to a detected temperature of a building material 4 done to temper the building material 4 accordingly.
  • a control of the operation z. B. the inerting device 17 as a function of a detected atmosphere and / or a detected pressure within a functional unit-side receiving space 5, in order to inactivate the receiving space 5 accordingly.
  • the plant comprises at least one, d. H. optionally several, as described storage device (s) 1 for storing in the context of the generative production of three-dimensional objects to be used module-like functional units 2 and at least one, d. H. optionally several, device (s) 6 for the generative production of three-dimensional objects by successive layerwise selective solidification of building material layers of solidifiable building material 4 by means of at least one energy or laser beam.
  • the latter devices 6 comprise at least one means for generating at least one energy or laser beam (not shown) for layerwise selective solidification of individual building material layers of solidifiable building material 4.
  • the latter devices 6 may be selective laser melting devices (SLM devices) or selective laser sintering devices (SLS devices) act.
  • a storage device 1 z.
  • a preparatory station 22 for preparing a generative construction process or a post-processing station 23 (handling or unpacking station) for postprocessing a generative construction process, d. H. in particular for "unpacking" a generatively produced three-dimensional object, upstream or downstream.
  • system 15 comprises a plurality of separate storage devices 1
  • transportation devices ie, optionally inertizable, tunnel-like transport systems 24, can be provided between separate storage devices 1 to transport functional units 2 between separate storage devices 1 as required.
  • REFERENCE LIST Storage device ie, optionally inertizable, tunnel-like transport systems 24, can be provided between separate storage devices 1 to transport functional units 2 between separate storage devices 1 as required.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden modulartigen Funktionseinheiten (2), umfassend - eine Lagereinrichtung (7) mit mehreren Lagerabteilen (9), welche jeweils zur Lagerung wenigstens einer modulartigen Funktionseinheit (2) eingerichtet sind, und - eine der Lagereinrichtung (7) zuordenbare oder zugeordnete Handhabungseinrichtung (8) zur Handhabung wenigstens einer modulartigen Funktionseinheit (2), welche zum Einsetzen wenigstens einer modulartigen Funktionseinheit (2) in ein bestimmtes Lagerabteil (9) und/oder zur Entnahme wenigstens einer in einem bestimmten Lagerabteil (9) angeordneten modulartigen Funktionseinheit (2) aus dem oder einem bestimmten Lagerabteil (9) eingerichtet ist.

Description

Vorrichtung zur Lagerung von modulartigen Funktionseinheiten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden bzw. verwendeten modulartigen Funktionseinheiten.
Im Rahmen der Durchführung generativer Bauprozesse zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte ist die Verwendung modulartiger Funktionseinheiten bekannt. Entsprechende Funktionseinheiten übernehmen jeweils eine oder mehrere für einen generativen Bauprozess bestimmte Aufgabe(n) bzw. Funktion(en). Ein Beispiel einer solchen modulartigen Funktionseinheit ist ein Baumodul, welches eine bewegbar, insbesondere höhenverstellbar, relativ zu einem Grundkörper des Baumoduls gelagerte Bau- oder Trägerplatte, auf welcher im Rahmen der Durchführung generativer Bauprozesse ein generativer Aufbau eines dreidimensionalen Objekts erfolgt, umfasst.
Entsprechende modulartige Funktionseinheiten sind gesondert, d. h. insbesondere unabhängig von einer Vorrichtung zur Durchführung generativer Bauprozesse, handhabbar und können insofern auch gesondert (zwischen)gelagert werden. Zur (Zwischen)lagerung entsprechender Funktionseinheiten sind Lagervorrichtungen bekannt, in welchen entsprechende Funktionseinheiten (zwischen)gelagert werden können.
Es besteht ein Weiterentwicklungsbedarf entsprechender Lagervorrichtungen im Hinblick auf eine einfache und zuverlässige Lagerung und Handhabung entsprechender Funktionseinheiten.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden bzw. verwendeten modulartigen Funktionseinheiten anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen besondere Ausführungsformen der Vorrichtung.
Die hierin beschriebene Vorrichtung dient der Lagerung, d. h. insbesondere der Zwischenlagerung, von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden bzw. verwendeten modulartigen Funktionseinheiten. Die Vorrichtung kann insofern als Lagervorrichtung bezeichnet bzw. erachtet werden.
Unter einer Funktionseinheit ist im Allgemeinen eine zusammengehörige, modulartig aufgebaute, Baugruppe, insbesondere quaderartiger geometrischer Gestalt, zu verstehen, welche im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte eine oder mehrere für einen generativen Bauprozess bestimmte Aufgabe(n) bzw. Funktion(en) übernimmt. Der modulartige Aufbau einer entsprechenden Funktionseinheit ermöglicht eine gesonderte Handhabung der Funktionseinheit; hierunter ist insbesondere eine Handhabung der Funktionseinheit unabhängig von übrigen Komponenten der Lagervorrichtung respektive - im Verbund der Lagervorrichtung mit einer Anlage zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte - eine Handhabung der Funktionseinheit unabhängig von diversen Komponenten einer solchen Anlage, d. h. insbesondere einer der Anlage zugehörigen Vorrichtung zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte, zu verstehen.
Nachfolgend werden drei mögliche Ausführungsformen entsprechender Funktionseinheiten beispielhaft aufgezählt. Die nachfolgende Aufzählung ist nicht abschließend:
Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform kann eine Funktionseinheit als ein Baumodul ausgebildet sein. Ein solches Baumodul umfasst wenigstens eine bewegbar, insbesondere höhenverstellbar, relativ zu einem Grundkörper des Baumoduls gelagerte Bauoder Trägerplatte, auf welcher ein generativer Aufbau wenigstens eines dreidimensionalen Objekts erfolgen kann. Ein Baumodul dient im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte insbesondere der Lagerung eines generativ herzustellenden dreidimensionalen Objekts während der Durchführung eines generativen Bauprozesses.
Gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform kann eine Funktionseinheit als ein Dosiermodul ausgebildet sein. Ein solches Dosiermodul umfasst wenigstens einen zur Aufnahme von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts zu verfestigendem Baumaterial eingerichteten, typischerweise kammerartigen, Aufnahmeraum und gegebenenfalls eine Dosiereinrichtung zur Dosierung einer bestimmten Menge von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts zu verfestigendem Baumaterial aus dem Aufnahmeraum. Ein Dosiermodul dient im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte insbesondere der Bereitstellung (Dosierung) einer bestimmten Menge an zu verfestigendem Baumaterial, welches vermittels einer Beschichtereinrichtung unter Ausbildung einer definierten Baumaterialschicht gleichmäßig über eine Bauebene einer Vorrichtung zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte verteilt wird.
Gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform kann eine Funktionseinheit als ein Überlaufmodul ausgebildet sein. Ein solches Überlaufmodul umfasst wenigstens einen zur Aufnahme von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts nicht verfestigtem Baumaterial eingerichteten, typischerweise kammerartigen, Aufnahmeraum. Das Überlaufmodul dient im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte insbesondere dazu, nicht verfestigtes aus einer Bau- oder Prozesskammer einer Vorrichtung zur generativen Herstellung zu entfernendes bzw. entferntes Baumaterial aufzunehmen.
Bei einem Baumaterial handelt es sich vorzugsweise um ein Metallpulver, d. h. z. B. ein Pulver aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung, ein Pulver aus einer Eisenlegierung (Stahl), ein Pulver aus Titan bzw. einer Titanlegierung, etc. Es ist jedoch denkbar, dass es sich bei einem Baumaterial um ein Kunststoffpulver, d. h. z. B. um ein Pulver aus Polyethylenterephthalat (PET), oder um ein Keramikpulver, d. h. z. B. ein Pulver aus Aluminiumoxid, handelt.
Die Lagervorrichtung umfasst als zentrale Bestandteile wenigstens eine Lagereinrichtung und wenigstens eine der Lagereinrichtung zuordenbare bzw. zugeordnete Handhabungseinrichtung.
Die Lagereinrichtung dient der eigentlichen Lagerung entsprechender Funktionseinheiten. Die Lagereinrichtung umfasst hierfür mehrere Lagerabteile, welche jeweils zur Lagerung wenigstens einer Funktionseinheit eingerichtet sind. Durch ein jeweiliges Lagerabteil ist ein Lagerraum zur Lagerung wenigstens einer entsprechenden Funktionseinheit räumlich begrenzt.
Die Lagereinrichtung kann einen regalartigen Aufbau mit in mehreren Reihen und/oder Spalten angeordneten Lagerabteilen aufweisen. Eine bestimmte Anzahl und Anordnung entsprechend reihen- und/oder spaltenartig angeordneter Lagerabteile können ein Regalelement bilden. Mehrere entsprechende Regalelemente können in einer bestimmten Anordnung neben- und/oder übereinander angeordnet sein, um die Lagereinrichtung möglichst kompakt zu gestalten und die Lager- bzw. Speicherkapazität der Lagereinrichtung möglichst optimal auszunutzen. Hierfür können mehrere Regalelemente z. B. rondellartig entlang eines Kreisbogens nebeneinander angeordnet sein.
Einzelne, mehrere oder sämtliche Lagerabteile können räumlich durch Wandungen definiert sein. Bei entsprechenden Wandungen handelt es sich insbesondere um horizontal oder vertikal ausgerichtete bzw. verlaufende Wandungen. Wenigstens eine Wandung kann in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar, d. h. insbesondere verschiebbar, relativ zu wenigstens einer weiteren Wandung gelagert sein, so dass ein durch die wenigstens eine bewegbar gelagerte Wandung und die wenigstens eine weitere Wandung räumlich begrenztes Lagerabteil durch Bewegung der wenigstens einen bewegbar gelagerten Wandung relativ zu wenigstens einer weiteren Wandung in seinen räumlichen Abmessungen veränderbar ist. Derart kann die Variabilität der Lagereinrichtung erhöht werden. Zudem ist eine weitere Möglichkeit geschaffen, die Lager- bzw. Speicherkapazität der Lagereinrichtung möglichst optimal auszunutzen.
Die Handhabungseinrichtung dient der Handhabung einzelner oder mehrerer Funktionseinheiten. Die Handhabungseinrichtung ist hierfür entsprechend teil- oder vollautomatisierbar bzw. teil- oder vollautomatisiert zur Handhabung wenigstens einer Funktionseinheit eingerichtet. Die Handhabung entsprechender Funktionseinheiten umfasst insbesondere ein Einsetzen bzw. Anordnen und Ausrichten wenigstens einer Funktionseinheit in ein bestimmtes Lagerabteil und/oder eine Entnahme wenigstens einer in einem bestimmten Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit aus dem oder allgemein einem bestimmten Lagerabteil. Die Handhabungseinrichtung kann als eine wenigstens ein Handhabungs- oder Greiferelement umfassende Greifereinrichtung ausgebildet sein oder wenigstens eine solche umfassen. Ein entsprechendes Greiferelement ist typischerweise in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar gelagert. Bewegungsfreiheitsgrade eines Greiferelements können translatorische und/oder rotatorische Bewegungsfreiheitsgrade sein. Grundsätzlich sind kombinierte Bewegungen eines Greiferelements in wenigstens zwei verschiedenen Bewegungsfreiheitsgraden, d. h. z. B. kombinierte translatorische und rotatorische Bewegungen, möglich.
Eine Greifereinrichtung kann konkret z. B. wenigstens ein liftartig entlang einer ersten, typischerweise vertikalen, Bewegungsachse (Translationsachse) bewegbar gelagertes Greiferelement umfassen. Das Greiferelement kann in wenigstens einer weiteren, typischerweise horizontalen, Bewegungsachse (Translationsachse) bewegbar gelagert sein. Grundsätzlich kann eine entsprechende Greifereinrichtung als ein Roboter (Industrieroboter) implementiert sein. Ein solcher Roboter umfasst typischerweise mehrere in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar gelagerte Roboterarme. Wenigstens ein Roboterarm umfasst wenigstens ein in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar gelagertes Greiferelement.
Grundsätzlich kann (auch) die gesamte Handhabungseinrichtung in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar (relativ zu der Lagereinrichtung) gelagert sein. Alternativ kann die Handhabungseinrichtung auch stationär, d. h. unbewegbar relativ zu der Lagereinrichtung, gelagert sein.
Eine mögliche Weiterbildung der Lagervorrichtung sieht vor, dass wenigstens einem Lagerabteil eine Erfassungseinrichtung zuordenbar oder zugeordnet ist. Eine Erfassungseinrichtung umfasst typischerweise wenigstens ein hard- und/oder softwaremäßig implementiertes Erfassungselement. Über eine vermittels jeweilig geeigneter hard- und/oder softwaremäßig implementierter Erfassungselemente ausgestattete Erfassungseinrichtung lassen sich unterschiedliche Erfassungsparameter erfassen, was die Funktionalität und Praktikabilität der Lagervorrichtung deutlich erhöht. Sämtliche von einer entsprechenden Erfassungseinrichtung erfassten Erfassungsparameter können über ein, gegebenenfalls drahtloses, Daten- bzw. Kommunikationsnetzwerk an wenigstens einen Kommunikationspartner, d. h. z. B. eine zentrale Steuereinrichtung einer Anlage zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte, übertragen werden.
Die oder eine Erfassungseinrichtung kann z. B. zur Erfassung einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit eingerichtet sein. Über eine entsprechend eingerichtete Erfassungseinrichtung ist sonach erfassbar, ob in einem bestimmten Lagerabteil eine Funktionseinheit gelagert ist. In dem Falle einer in einem bestimmten Lagerabteil erfassten Funktionseinheit kann weiterhin erfassbar sein, um welche Art von Funktionseinheit es sich konkret handelt. Mithin lässt sich erfassen, welche Lagerkapazität der Lagereinrichtung frei bzw. belegt ist und welche Funktionseinheit(en) sich in welchen Lagerabteilen befinden. Die Erfassung einer in einem bestimmten Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit respektive deren Art kann z. B. optisch, d. h. insbesondere vermittels eines optischen Scanvorgangs, oder mechanisch, d. h. insbesondere vermittels einer Erfassung des auf die Lagervorrichtung wirkenden Gewichts der Funktionseinheit, erfolgen.
Die oder eine (weitere) Erfassungseinrichtung kann z. B. (auch) zur Erfassung wenigstens eines Zustandsparameters, insbesondere der Funktionsfähigkeit, wenigstens eines Funktionselements einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit eingerichtet sein. Über eine entsprechend eingerichtete Erfassungseinrichtung sind sonach bestimmte Zustandsparameter, d. h. insbesondere die Funktionsfähigkeit, bestimmter Funktionselemente erfassbar. Für das Beispiel eines Baumoduls ist z. B. erfassbar, ob die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der bewegbar gelagerten Bauplatte gegeben ist. Hierfür kann die Erfassungseinrichtung z. B. geeignete Steuerinformationen an einen mit der bewegbar gelagerten Bauplatte gekoppelten Antrieb übermitteln und z. B. eine örtliche und/oder zeitlich aufgelöste Erfassung (Überwachung) einer Bewegung der Bauplatte unter den durch die Steuerinformationen bestimmten Antriebsbedingungen durchführen. Die erfasste Bewegung der Bauplatte ermöglicht Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der bewegbaren Lagerung der Bauplatte.
Die oder eine weitere Erfassungseinrichtung kann z. B. (auch) zur Erfassung wenigstens eines, insbesondere physikalischen, Zustandsparameters innerhalb eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial befüllten, Aufnahmeraums einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit eingerichtet sein. Über eine entsprechend eingerichtete Erfassungseinrichtung sind sonach bestimmte, d. h. insbesondere physikalische, Zustandsparameter, d. h. z. B. Atmosphäre, Druck, Feuchtigkeit, Temperatur, etc., innerhalb funktionseinheitseitiger Aufnahmeräume erfassbar. Für das Beispiel eines Dosier- oder Überlaufmoduls ist sonach z. B. erfassbar, welche(r) Atmosphäre, Druck, Feuchtigkeit, Temperatur, etc. innerhalb des jeweiligen Aufnahmeraums gegeben ist. Die erfassten Zustandsparameter innerhalb eines Aufnahmeraums ermöglichen insbesondere Rückschlüsse auf die Güte bzw. Verarbeitbarkeit bzw. Wiederverwendbarkeit des in der Funktionseinheit befindlichen Baumaterials. Die Erfassung entsprechender Zustandsparameter kann vermittels geeigneter, z. B. messsondenartig ausgebildeter, Erfassungselemente erfolgen, welche entsprechende Zustandsparameter über eine hierfür vorgesehene funktionseinheitseitige Schnittstelle erfassen. Eine funktionseinheitseitige Schnittstelle kann z. B. durch eine Zugangsmöglichkeit an und/oder in einen funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum realisiert sein.
Die oder eine weitere Erfassungseinrichtung kann z. B. (auch) zur Erfassung eines Füllstands eines Baumaterials, welches in einem Aufnahmeraum einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit eingerichtet sein. Über eine entsprechend eingerichtete Erfassungseinrichtung sind sonach Füllstände eines in einem funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum befindlichen Baumaterials erfassbar. Für das Beispiel eines Dosier- oder Überlaufmoduls ist sonach erfassbar, welcher Füllstand innerhalb des jeweiligen Aufnahmeraums gegeben ist. Die erfassten Füllstände ermöglichen insbesondere Rückschlüsse auf die Notwendigkeit einer Befüllung oder einer Entleerung des Dosier- oder Überlaufmoduls. Die Erfassung entsprechender Füllstände kann auch hier vermittels geeigneter, z. B. messsondenartig ausgebildeter, Erfassungselemente erfolgen, welche entsprechende Füllstände über eine hierfür vorgesehene funktionseinheitseitige Schnittstelle erfassen. Eine funktionseinheitseitige Schnittstelle kann auch hier z. B. durch eine Zugangsmöglichkeit an und/oder in einen funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum realisiert sein.
Schließlich kann die oder eine weitere Erfassungseinrichtung z. B. (auch) zur Erfassung eines, insbesondere physikalischen, Zustandsparameters eines Baumaterials, welches in einem Aufnahmeraum einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit aufgenommen ist, eingerichtet sein. Über eine entsprechend eingerichtete Erfassungseinrichtung sind sonach allgemein bestimmte, d. h. insbesondere physikalische, Zustandsparameter, d. h. z. B. Dichte, Feuchtigkeit, Temperatur, etc., eines innerhalb eines funktionseinheitseitigen Aufnahmeraums befindlichen Baumaterials erfassbar. Für das Beispiel eines Dosier- oder Überlaufmoduls ist sonach z. B. erfassbar, welche Dichte, Feuchtigkeit, Temperatur, etc. für ein Baumaterial gegeben ist. Die erfassten Zustandsparameter innerhalb eines Aufnahmeraums ermöglichen insbesondere Rückschlüsse auf die Güte bzw. Verarbeitbarkeit bzw. Wiederverwendbarkeit des in der Funktionseinheit befindlichen Baumaterials. Die Erfassung entsprechender Zustandsparameter kann wiederum vermittels geeigneter, z. B. messsondenartig ausgebildeter, Erfassungselemente erfolgen, welche entsprechende Zustandsparameter über eine hierfür vorgesehene funktionseinheitseitige Schnittstelle erfassen. Eine funktionseinheitseitige Schnittstelle kann wiederum z. B. durch eine Zugangsmöglichkeit an und/oder in einen funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum realisiert sein.
Angesichts der über entsprechend eingerichtete Erfassungseinrichtungen erfassbaren Erfassungsparameter kann die Lagereinrichtung weiterhin bestimmte Einrichtungen umfassen oder zumindest mit solchen datenmäßig verbunden sein, über welche sich in Abhängigkeit des jeweils erfassten Erfassungsparameters bestimmte Maßnahmen treffen lassen, um z. B. Einfluss auf die Güte bzw. Verarbeitbarkeit bzw. Wiederverwendbarkeit von in einem funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum befindlichen Baumaterials zu nehmen.
Beispielsweise kann wenigstens einem Lagerabteil eine Temperiereinrichtung zuordenbar oder zugeordnet sein, welche zur Temperierung wenigstens eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial befüllten, Aufnahmeraums einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit und/oder zur Temperierung eines Baumaterials, welches in einem Aufnahmeraum einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit aufgenommen ist, eingerichtet ist. Die jeweilige Temperierung, worunter typischerweise eine Erwärmung zu verstehen ist, kann z. B. über eine (direkte) Temperierung der Funktionseinheit und/oder über eine Steuerung (Aktivierung) funktionseinheitseitig vorgesehener Temperiermittel, d. h. z. B. Heizelemente, erfolgen. Für eine Temperierung der Funktionseinheit kann die Temperiereinrichtung über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen ein entsprechend temperiertes Temperierfluid z. B. in eine funktionseinheitseitige Temperierkanalstruktur einbringen. Für eine Steuerung (Aktivierung) funktionseinheitseitig vorgesehener Temperiermittel kann die Temperiereinrichtung über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen Steuerinformationen, worunter auch eine schlichte elektrische Versorgung zu verstehen ist, an jeweilige funktionseinheitseitig vorgesehene Temperiermittel übermitteln.
Weiterhin kann wenigstens einem Lagerabteil eine Inertisierungseinrichtung zuordenbar oder zugeordnet sein, welche zur Inertisierung wenigstens eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial befüllten, Aufnahmeraums einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit eingerichtet ist. Für eine Inertisierung eines Aufnahmeraums kann die Inertisierungseinrichtung über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen und mit diesen koppelbare oder gekoppelte Absaugeinrichtungen nicht inerte Gase bzw. Gasgemische, wie z. B. Luft, aus dem Aufnahmeraum absaugen und/oder mit diesen koppelbare oder gekoppelte Gebläseeinrichtungen inerte Gase bzw. Gasgemische, wie z. B. Argon, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, etc., in den Aufnahmeraum einbringen.
Ferner kann wenigstens einem Lagerabteil eine Befüllungseinrichtung zuordenbar oder zugeordnet sein, welche zur Befüllung wenigstens eines Aufnahmeraums einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit mit Baumaterial eingerichtet ist, und/oder eine Entleerungseinrichtung zuordenbar oder zugeordnet sein, welche zur Entleerung von in wenigstens einem Aufnahmeraum einer in dem jeweiligen Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit befindlichem Baumaterial eingerichtet ist. Für eine Befüllung eines Aufnahmeraums, beispielsweise eines Aufnahmeraums eines Dosiermoduls, kann eine Befüllungseinrichtung über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen und mit diesen koppelbare oder gekoppelte Fördereinrichtungen Baumaterial in den Aufnahmeraum einbringen. Für eine Entleerung eines Aufnahmeraums, beispielsweise eines Aufnahmeraums eines Überlaufmoduls, kann eine Entleerungseinrichtung über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen und mit diesen koppelbare oder gekoppelte Absaugeinrichtungen Baumaterial aus dem Aufnahmeraum absaugen.
Wenigstens einem Lagerabteil kann eine Sicherungseinrichtung zuordenbar oder zugeordnet sein, welche zur positionsfesten Sicherung einer in einem Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit eingerichtet ist. Eine entsprechende Sicherungseinrichtung ermöglicht eine positionsfeste bzw. -stabile Lagerung einer in einem Lagerabteil angeordneten Funktionseinheit und erhöht so die Sicherheit der Lagereinrichtung. Die Sicherungseinrichtung kann wenigstens ein, insbesondere mechanisch und/oder magnetisch wirkendes, Sicherungselement, z. B. in Form eines mechanischen Stifts, Vorsprungs, etc. oder eines magnetisierbaren oder magnetischen Magnetelements, umfassen, welches in einem Sicherungszustand derart auf die zu sichernde Funktionseinheit einwirkt, dass die Funktionseinheit positionsfest in dem jeweiligen Lagerabteil angeordnet ist. Selbstverständlich können funktionseinheitseitig korrespondierende, insbesondere mechanische bzw. magnetische, Gegensicherungselemente, z. B. in Form von Aufnahmen für mechanische Sicherungsstifte oder magnetisierbaren oder magnetischen Magnetelementen, vorgesehen sein.
Zur Steuerung des Betriebs wenigstens einer der vorstehend genannten Einrichtungen, d. h. einer Temperiereinrichtung, einer Inertisierungseinnchtung, einer Befüllungseinrichtung, einer Entleerungseinrichtung oder einer Sicherungseinrichtung, kann die Lagervorrichtung eine Steuereinrichtung umfassen. Die Steuereinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, den Betrieb einzelner, mehrerer oder sämtlicher der genannten Einrichtungen zu steuern. Die Steuerung kann auf Grundlage wenigstens eines über eine Erfassungseinrichtung erfassten Erfassungsparameters erfolgen. Beispielsweise kann eine Steuerung des Betriebs einer Temperiereinrichtung in Abhängigkeit einer erfassten Temperatur eines Baumaterials erfolgen, um das Baumaterial entsprechend zu temperieren. In entsprechender Weise kann eine Steuerung des Betriebs z. B. einer Inertisierungseinnchtung in Abhängigkeit einer erfassten Atmosphäre und/oder eines erfassten Drucks innerhalb eines funktionseinheitseitigen Aufnahmeraums erfolgen, um den Aufnahmeraum entsprechend zu inertisieren.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte. Die Anlage umfasst wenigstens eine, d. h. gegebenenfalls mehrere, wie beschriebene Lagervorrichtung(en) von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden modulartigen Funktionseinheiten sowie wenigstens eine, d. h. gegebenenfalls mehrere, Vorrichtung(en) zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte durch sukzessive schichtweise selektive Verfestigung von Baumaterialschichten aus verfestigbarem Baumaterial vermittels wenigstens eines Energiebzw. Laserstrahls. Letztere Vorrichtungen umfassen wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung wenigstens eines Energie- bzw. Laserstrahls zur schichtweisen selektiven Verfestigung einzelner Baumaterialschichten aus verfestigbarem Baumaterial. Bei letzteren Vorrichtungen kann es sich um selektive Laserschmelzvorrichtungen (SLM-Vorrichtungen) oder um selektive Lasersintervorrichtungen (SLS-Vorrichtungen) handeln. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit der Lagervorrichtung gelten analog für die Anlage.
Die Anordnung bzw. Integration der Lagervorrichtung innerhalb der Anlage betreffend, ist es möglich, dass wenigstens eine Vorrichtung zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden modulartigen Funktionseinheiten wenigstens einer Vorrichtung zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte vor- oder nachgeschaltet ist. Konkret kann eine Lagervorrichtung z. B. einer Vorbereitungsstation (Handlingstation) zur Vorbereitung eines generativen Bauprozesses oder einer Nachbearbeitungsstation (Handling- oder Auspackstation) zur Nachbereitung eines generativen Bauprozesses, d. h. insbesondere zum„Auspacken" eines generativ hergestellten dreidimensionalen Objekts, zugeordnet sein.
Sofern die Anlage mehrere gesonderte Lagervorrichtungen umfasst, können zwischen gesonderten Lagervorrichtungen Transporteinrichtungen, d. h. z. B., gegebenenfalls inertisierbare, tunnelartige Transport- bzw. Schienensysteme, vorgesehen sein, um Funktionseinheiten bedarfsweise zwischen gesonderten Lagervorrichtungen hin und her zu transportieren.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 - 3 je eine Prinzipdarstellung einer Lagervorrichtung zur Lagerung von modulartigen
Funktionseinheiten; und
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer eine solche Lagervorrichtung umfassenden Anlage zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte.
In den Fig. 1 , 2 ist je eine Prinzipdarstellung einer Lagervorrichtung 1 zur Lagerung von modulartigen Funktionseinheiten 2 gezeigt. Die Lagervorrichtung 1 dient der Lagerung, d. h. insbesondere der Zwischenlagerung, von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden bzw. verwendeten modulartigen, typischerweise quaderartigen bzw. -förmigen, Funktionseinheiten 2.
Bei einer Funktionseinheit 2 kann es sich z. B. um ein Baumodul 2a handeln. Ein Baumodul 2a umfasst wenigstens eine bewegbar, insbesondere höhenverstellbar, relativ zu einem Grundkörper des Baumoduls 2a gelagerte Bauplatte 3 (vgl. Fig. 2), auf welcher ein generativer Aufbau eines dreidimensionalen Objekts erfolgen kann. Ein Baumodul 2a dient im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte insbesondere der Lagerung eines generativ herzustellenden dreidimensionalen Objekts während der Durchführung eines generativen Bauprozesses.
Bei einer Funktionseinheit 2 kann es sich auch um ein Dosiermodul 2b handeln. Ein Dosiermodul 2b umfasst wenigstens einen zur Aufnahme von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts zu verfestigendem Baumaterial 4 eingerichteten, typischerweise kammerartigen, Aufnahmeraum 5 und gegebenenfalls eine Dosiereinrichtung (nicht gezeigt) zur Dosierung einer bestimmten Menge von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts zu verfestigendem Baumaterial 4 aus dem Aufnahmeraum 5. Ein Dosiermodul 2b dient im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte insbesondere der Bereitstellung (Dosierung) einer bestimmten Menge an zu verfestigendem Baumaterial 4, welches vermittels einer Beschichtereinrichtung unter Ausbildung einer definierten Baumaterialschicht gleichmäßig über eine Bauebene einer Vorrichtung 6 zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte verteilt wird.
Bei einer Funktionseinheit 2 kann es sich ferner um ein Überlaufmodul 2c handeln. Ein Überlaufmodul 2c umfasst einen zur Aufnahme von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts nicht verfestigtem Baumaterial 4 eingerichteten, typischerweise kammerartigen, Aufnahmeraum 5. Das Überlaufmodul 2c dient im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte insbesondere dazu, nicht verfestigtes aus einer Bau- oder Prozesskammer einer Vorrichtung 1 zur generativen Herstellung zu entfernendes bzw. entferntes Baumaterial 4 aufzunehmen.
Die Lagervorrichtung 1 umfasst als zentrale Bestandteile wenigstens eine Lagereinrichtung 7 und wenigstens eine der Lagereinrichtung 7 zuordenbare bzw. zugeordnete Handhabungseinrichtung 8.
Die Lagereinrichtung 7 dient der eigentlichen Lagerung entsprechender Funktionseinheiten 2. Die Lagereinrichtung umfasst hierfür mehrere Lagerabteile 9, welche jeweils zur Lagerung wenigstens einer Funktionseinheit 2 eingerichtet sind.
Anhand der Fig. 1 , 2 ist ersichtlich, dass die Lagereinrichtung 7 einen regalartigen Aufbau mit in mehreren Reihen und/oder Spalten angeordneten Lagerabteilen 9 aufweisen kann. Eine bestimmte Anzahl und Anordnung entsprechend reihen- und/oder spaltenartig angeordneter Lagerabteile 9 können ein Regalelement 10 bilden. Mehrere entsprechende Regalelemente 10 können in einer bestimmten Anordnung neben- und/oder übereinander angeordnet sein, um die Lagereinrichtung 7 möglichst kompakt zu gestalten und die Lager- bzw. Speicherkapazität der Lagereinrichtung 7 möglichst optimal auszunutzen. Hierfür können mehrere Regalelemente 10 rondellartig entlang eines Kreisbogens nebeneinander angeordnet sein (vgl. Fig. 2).
Die jeweiligen Lagerabteile 9 sind durch Wandungen 1 1 räumlich definiert. In den in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispielen sind entsprechende Wandungen 1 1 horizontal oder vertikal ausgerichtet bzw. verlaufend. Einzelne, mehrere oder sämtliche Wandungen 1 1 können - wie in Fig. 1 durch die Doppelpfeile innerhalb der Lagereinrichtung 7 angedeutet - in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar, d. h. insbesondere verschiebbar, relativ zu wenigstens einer weiteren Wandung 1 1 gelagert sein, so dass ein durch eine bewegbar gelagerte Wandung 1 1 und die wenigstens eine weitere Wandung 1 1 räumlich begrenztes Lagerabteil 9 durch Bewegung einer bewegbar gelagerten Wandung 1 1 relativ zu einer weiteren Wandung 1 1 in seinen räumlichen Abmessungen veränderbar ist. Derart kann die Variabilität der Lagereinrichtung 7 erhöht werden. Zudem ist eine weitere Möglichkeit geschaffen, die Lager- bzw. Speicherkapazität der Lagereinrichtung 7 möglichst optimal auszunutzen. Die Handhabungseinrichtung 8 dient der Handhabung einzelner oder mehrerer Funktionseinheiten 2 und ist hierfür entsprechend teil- oder vollautomatisierbar bzw. teil- oder vollautomatisiert zur Handhabung wenigstens einer Funktionseinheit 2 eingerichtet. Die Handhabung entsprechender Funktionseinheiten 2 umfasst ein Einsetzen bzw. Anordnen und Ausrichten wenigstens einer Funktionseinheit 2 in ein bestimmtes Lagerabteil 9 und/oder eine Entnahme wenigstens einer in einem bestimmten Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 aus dem oder allgemein einem bestimmten Lagerabteil 9.
In den in den Fig. 1 , 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Handhabungseinrichtung 8 als eine ein Handhabungs- oder Greiferelement 12 umfassende Greifereinrichtung 13 ausgebildet. Das Greiferelement 12 ist - wie in Fig. 1 durch die Doppelpfeile im Bereich der Handhabungseinrichtung 8 angedeutet - in mehreren Bewegungsfreiheitsgraden bewegbar gelagert. Bewegungsfreiheitsgrade des Greiferelements 12 sind translatorische und/oder rotatorische Bewegungsfreiheitsgrade, kombinierte Bewegungen des Greiferelements 12 in wenigstens zwei verschiedenen Bewegungsfreiheitsgraden, d. h. z. B. kombinierte translatorische und rotatorische Bewegungen, sind möglich. Die Greifereinrichtung 13 könnte auch als ein Roboter (Industrieroboter), welcher mehrere in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar gelagerte Roboterarme, wobei wenigstens ein Roboterarm wenigstens ein in wenigstens einem Bewegungsfreiheitsgrad bewegbar gelagertes Greiferelement 12 umfasst, implementiert sein.
Anhand von Fig. 3, welche in Form einer Prinzipdarstellung einen exemplarischen Ausschnitt einer Lagereinrichtung 7 zeigt, ist ersichtlich, dass jeweiligen Lagerabteilen 9 eine Erfassungseinrichtung 14 zugeordnet sein kann. Die Erfassungseinrichtung 14 umfasst hard- und/oder softwaremäßig implementierte Erfassungselemente (nicht gezeigt), über welche sich unterschiedliche Erfassungsparameter erfassen lassen. Sämtliche von der Erfassungseinrichtung 14 erfassten Erfassungsparameter können über ein, gegebenenfalls drahtloses, Daten- bzw. Kommunikationsnetzwerk (nicht gezeigt) an wenigstens einen Kommunikationspartner, d. h. z. B. eine zentrale Steuereinrichtung einer Anlage 15 zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte (vgl. Fig. 4), übertragen werden.
Die Erfassungseinrichtung 14 kann grundsätzlich zur Erfassung einer in einem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 eingerichtet sein. Über die Erfassungseinrichtung 14 ist sonach erfassbar, ob in einem bestimmten Lagerabteil 9 eine Funktionseinheit 2 gelagert ist. In dem Falle einer in einem bestimmten Lagerabteil 9 erfassten Funktionseinheit 2 kann weiterhin erfassbar sein, um welche Art von Funktionseinheit 2 (d. h. z. B. Baumodul 2a, Dosiermodul 2b, Überlaufmodul 2c) es sich konkret handelt. Mithin lässt sich erfassen, welche Lagerkapazität der Lagereinrichtung 7 frei bzw. belegt ist und welche Funktionseinheit(en) 2 sich in welchen Lagerabteilen 9 befinden. Die Erfassung einer in einem bestimmten Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit respektive deren Art kann z. B. optisch, d. h. insbesondere vermittels eines optischen Scanvorgangs, oder mechanisch, d. h. insbesondere vermittels einer Erfassung des auf die Lagervorrichtung 7 wirkenden Gewichts der Funktionseinheit 2, erfolgen.
Die oder eine (weitere) Erfassungseinrichtung 14 kann zur Erfassung wenigstens eines Zustandsparameters, insbesondere der Funktionsfähigkeit, wenigstens eines Funktionselements einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 eingerichtet sein. Für das Beispiel eines Baumoduls 2a ist z. B. erfassbar, ob die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der bewegbar gelagerten Bauplatte 3 gegeben ist. Hierfür kann die Erfassungseinrichtung 14 geeignete Steuerinformationen an einen mit der bewegbar gelagerten Bauplatte 3 gekoppelten Antrieb (nicht gezeigt) übermitteln und z. B. eine örtliche und/oder zeitlich aufgelöste Erfassung (Überwachung) einer Bewegung der Bauplatte 3 unter den durch die Steuerinformationen bestimmten Antriebsbedingungen durchführen. Die erfasste Bewegung der Bauplatte 3 ermöglicht Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der bewegbaren Lagerung der Bauplatte 3.
Die oder eine weitere Erfassungseinrichtung 14 kann zur Erfassung wenigstens eines, insbesondere physikalischen, Zustandsparameters innerhalb eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial 4 befüllten, Aufnahmeraums 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 eingerichtet sein. Für das Beispiel eines Dosier- oder Überlaufmoduls 2b, 2c ist sonach z. B. erfassbar, welche(r) Atmosphäre, Druck, Feuchtigkeit, Temperatur, etc. innerhalb des jeweiligen Aufnahmeraums 5 gegeben ist. Die erfassten Zustandsparameter innerhalb des Aufnahmeraums 5 ermöglichen insbesondere Rückschlüsse auf die Güte bzw. Verarbeitbarkeit bzw. Wiederverwendbarkeit des in der Funktionseinheit 2 befindlichen Baumaterials 4. Die Erfassung entsprechender Zustandsparameter kann vermittels geeigneter, z. B. messsondenartig ausgebildeter, Erfassungselemente erfolgen, welche entsprechende Zustandsparameter über eine hierfür vorgesehene funktionseinheitseitige Schnittstelle erfassen. Eine funktionseinheitseitige Schnittstelle kann z. B. durch eine Zugangsmöglichkeit (nicht gezeigt) an und/oder in einen funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum 5 realisiert sein.
Die oder eine weitere Erfassungseinrichtung 14 kann zur Erfassung eines Füllstands eines Baumaterials 4, welches in einem Aufnahmeraum 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 eingerichtet sein. Für das Beispiel eines Dosier- oder Überlaufmoduls 2b, 2c ist sonach erfassbar, welcher Füllstand innerhalb des jeweiligen Aufnahmeraums 5 gegeben ist. Die erfassten Füllstände ermöglichen insbesondere Rückschlüsse auf die Notwendigkeit einer Befüllung oder einer Entleerung des Dosier- oder Überlaufmoduls 2b, 2c. Die Erfassung entsprechender Füllstände kann auch hier vermittels geeigneter, z. B. messsondenartig ausgebildeter, Erfassungselemente erfolgen, welche entsprechende Füllstände über eine hierfür vorgesehene funktionseinheitseitige Schnittstelle erfassen. Eine funktionseinheitseitige Schnittstelle kann auch hier z. B. durch eine Zugangsmöglichkeit an und/oder in einen funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum 5 realisiert sein. Schließlich kann die oder eine weitere Erfassungseinrichtung 14 zur Erfassung eines, insbesondere physikalischen, Zustandsparameters eines Baumaterials 4, welches in einem Aufnahmeraum 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 aufgenommen ist, eingerichtet sein. Für das Beispiel eines Dosier- oder Überlaufmoduls 2b, 2c ist sonach z. B. erfassbar, welche Dichte, Feuchtigkeit, Temperatur, etc. für ein Baumaterial 4 gegeben ist. Die erfassten Zustandsparameter innerhalb eines Aufnahmeraums 5 ermöglichen insbesondere Rückschlüsse auf die Güte bzw. Verarbeitbarkeit bzw. Wiederverwendbarkeit des in der Funktionseinheit 2 befindlichen Baumaterials 4. Die Erfassung entsprechender Zustandsparameter kann wiederum vermittels geeigneter, z. B. messsondenartig ausgebildeter, Erfassungselemente erfolgen, welche entsprechende Zustandsparameter über eine hierfür vorgesehene funktionseinheitseitige Schnittstelle erfassen. Eine funktionseinheitseitige Schnittstelle kann wiederum z. B. durch eine Zugangsmöglichkeit an und/oder in einen funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum 5 realisiert sein.
Die Lagereinrichtung 7 kann bestimmte Einrichtungen umfassen oder zumindest mit solchen datenmäßig verbunden sein, über welche sich in Abhängigkeit des jeweils erfassten Erfassungsparameters bestimmte Maßnahmen treffen lassen, um z. B. Einfluss auf die Güte bzw. Verarbeitbarkeit bzw. Wiederverwendbarkeit von in einer Funktionseinheit 2 bzw. in einer funktionseinheitseitigen Aufnahmeraum 5 befindlichen Baumaterials 4 zu nehmen.
In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist den Lagerabteilen 9 als eine entsprechende Einrichtung u.a. eine Temperiereinrichtung 16 zugeordnet, welche zur Temperierung eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial 4 befüllten, Aufnahmeraums 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 und/oder zur Temperierung eines Baumaterials 4, welches in einem Aufnahmeraum 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 aufgenommen ist, eingerichtet ist. Die jeweilige Temperierung, worunter typischerweise eine Erwärmung zu verstehen ist, kann über eine (direkte) Temperierung der Funktionseinheit 2 und/oder über eine Steuerung (Aktivierung) funktionseinheitseitig vorgesehener Temperiermittel (nicht gezeigt), d. h. z. B. Heizelemente, erfolgen. Für eine Temperierung der Funktionseinheit 2 kann die Temperiereinrichtung 16 über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen ein entsprechend temperiertes Temperierfluid z. B. in eine funktionseinheitseitige Temperierkanalstruktur einbringen. Für eine Steuerung (Aktivierung) funktionseinheitseitig vorgesehener Temperiermittel kann die Temperiereinrichtung über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen Steuerinformationen, worunter auch eine schlichte elektrische Versorgung zu verstehen ist, an jeweilige funktionseinheitseitig vorgesehene Temperiermittel übermitteln.
Weiterhin ist den Lagerabteilen 9 eine Inertisierungseinrichtung 17 zugeordnet sein, welche zur Inertisierung wenigstens eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial 4 befüllten, Aufnahmeraums 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 eingerichtet ist. Für eine Inertisierung eines Aufnahmeraums 5 kann die Inertisierungseinrichtung 17 über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen (nicht gezeigt) und mit diesen koppelbare oder gekoppelte Absaugeinrichtungen (nicht gezeigt) nicht inerte Gase bzw. Gasgemische, wie z. B. Luft, aus dem Aufnahmeraum 5 absaugen und/oder mit diesen koppelbare oder gekoppelte Gebläseeinrichtungen (nicht gezeigt) inerte Gase bzw. Gasgemische, wie z. B. Argon, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, etc., in den Aufnahmeraum 5 einbringen.
Ferner ist den Lagerabteilen 9 eine Befüllungseinrichtung 18 zugeordnet, welche zur Befüllung wenigstens eines Aufnahmeraums 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 mit Baumaterial 4 eingerichtet ist, und eine Entleerungseinrichtung 19 zugeordnet, welche zur Entleerung von in wenigstens einem Aufnahmeraum 5 einer in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 befindlichem Baumaterial 4 eingerichtet ist. Für eine Befüllung eines Aufnahmeraums 5, beispielsweise eines Aufnahmeraums eines Dosiermoduls 2b, kann die Befüllungseinrichtung 18 über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen (nicht gezeigt) und mit diesen koppelbare oder gekoppelte Fördereinrichtungen (nicht gezeigt) Baumaterial 4 in den Aufnahmeraum 5 einbringen. Für eine Entleerung eines Aufnahmeraums 5, beispielsweise eines Aufnahmeraums 5 eines Überlaufmoduls 2c, kann eine Entleerungseinrichtung 19 über geeignete Anschlussmittel bzw. Schnittstellen (nicht gezeigt) und mit diesen koppelbare oder gekoppelte Absaugeinrichtungen (nicht gezeigt) Baumaterial 4 aus dem Aufnahmeraum 5 absaugen.
Den Lagerabteilen 9 sind zudem Sicherungseinrichtung 20 zugeordnet, welche zur positionsfesten Sicherung einer in einem Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 eingerichtet ist. Eine entsprechende Sicherungseinrichtung 20 ermöglicht eine positionsfeste bzw. -stabile Lagerung einer in einem Lagerabteil 9 angeordneten Funktionseinheit 2 und erhöht so die Sicherheit der Lagereinrichtung 7. Die Sicherungseinrichtung 20 kann wenigstens ein, insbesondere mechanisch und/oder magnetisch wirkendes, Sicherungselement (nicht gezeigt), z. B. in Form eines mechanischen Stifts, Vorsprungs, etc. oder eines magnetisierbaren oder magnetischen Magnetelements, umfassen, welches in einem Sicherungszustand derart auf die zu sichernde Funktionseinheit 2 einwirkt, dass die Funktionseinheit 2 positionsfest in dem jeweiligen Lagerabteil 9 angeordnet ist. Funktionseinheitseitig können korrespondierende, insbesondere mechanische bzw. magnetische, Gegensicherungselemente (nicht gezeigt), z. B. in Form von Aufnahmen für mechanische Sicherungsstifte oder magnetisierbaren oder magnetischen Magnetelementen, vorgesehen sein.
Zur Steuerung des Betriebs der vorstehend genannten Einrichtungen, d. h. der Temperiereinrichtung 16, der Inertisierungseinrichtung 17, der Befüllungseinrichtung 18, der Entleerungseinrichtung 19 oder der Sicherungseinrichtung 20, kann die Lagervorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 21 umfassen. Die Steuereinrichtung 21 ist insbesondere dazu eingerichtet, den Betrieb einzelner, mehrerer oder sämtlicher der genannten Einrichtungen zu steuern. Die Steuerung kann auf Grundlage wenigstens eines über die Erfassungseinrichtung 14 erfassten Erfassungsparameters erfolgen. Beispielsweise kann eine Steuerung des Betriebs der Temperiereinrichtung 16 in Abhängigkeit einer erfassten Temperatur eines Baumaterials 4 erfolgen, um das Baumaterial 4 entsprechend zu temperieren. In entsprechender Weise kann eine Steuerung des Betriebs z. B. der Inertisierungseinrichtung 17 in Abhängigkeit einer erfassten Atmosphäre und/oder eines erfassten Drucks innerhalb eines funktionseinheitseitigen Aufnahmeraums 5 erfolgen, um den Aufnahmeraum 5 entsprechend zu inertisieren.
Fig. 4 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Anlage 15 zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte. Die Anlage umfasst wenigstens eine, d. h. gegebenenfalls mehrere, wie beschriebene Lagervorrichtung(en) 1 zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden modulartigen Funktionseinheiten 2 sowie wenigstens eine, d. h. gegebenenfalls mehrere, Vorrichtung(en) 6 zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte durch sukzessive schichtweise selektive Verfestigung von Baumaterialschichten aus verfestigbarem Baumaterial 4 vermittels wenigstens eines Energie- bzw. Laserstrahls. Letztere Vorrichtungen 6 umfassen wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung wenigstens eines Energie- bzw. Laserstrahls (nicht gezeigt) zur schichtweisen selektiven Verfestigung einzelner Baumaterialschichten aus verfestigbarem Baumaterial 4. Bei letzteren Vorrichtungen 6 kann es sich um selektive Laserschmelzvorrichtungen (SLM-Vorrichtungen) oder um selektive Lasersintervorrichtungen (SLS-Vorrichtungen) handeln.
Die Anordnung bzw. Integration der Lagervorrichtung 1 innerhalb der Anlage 15 betreffend, ist es - wie in Fig. 4 dargestellt - möglich, dass diese einer Vorrichtung 6 zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte vor- oder nachgeschaltet ist. Konkret kann eine Lagervorrichtung 1 z. B. einer Vorbereitungsstation 22 (Handlingstation) zur Vorbereitung eines generativen Bauprozesses oder einer Nachbearbeitungsstation 23 (Handling- oder Auspackstation) zur Nachbereitung eines generativen Bauprozesses, d. h. insbesondere zum „Auspacken" eines generativ hergestellten dreidimensionalen Objekts, vor- oder nachgeschaltet sein.
Sofern die Anlage 15 mehrere gesonderte Lagervorrichtungen 1 umfasst, können zwischen gesonderten Lagervorrichtungen 1 Transporteinrichtungen (nicht gezeigt), d. h. z. B., gegebenenfalls inertisierbare, tunnelartige Transportsysteme 24, vorgesehen sein, um Funktionseinheiten 2 bedarfsweise zwischen gesonderten Lagervorrichtungen 1 hin und her zu transportieren. BEZUGSZEICHENLISTE Lagervorrichtung
Funktionseinheit
a Baumodul
b Dosiermodul
c Überlaufmodul
Bauplatte
Baumaterial
Aufnahmeraum
Vorrichtung
Lagereinrichtung
Handhabungseinrichtung
Lagerabteil
0 Regalelement
1 Wandung
2 Greiferelement
3 Greifereinrichtung
4 Erfassungseinrichtung
5 Anlage
6 Temperiereinrichtung
7 Inertisierungseinrichtung
8 Befüllungseinrichtung
9 Entleerungseinrichtung
0 Sicherungseinrichtung
1 Steuereinrichtung
2 Vorbearbeitungsstation
3 Nachbearbeitungsstation
4 Transportsystem

Claims

PAT E N TAN S P R Ü C H E
1 . Vorrichtung (1 ) zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden modulartigen Funktionseinheiten (2), gekennzeichnet durch
- eine Lagereinrichtung (7) mit mehreren Lagerabteilen (9), welche jeweils zur Lagerung wenigstens einer modulartigen Funktionseinheit (2) eingerichtet sind, und eine der Lagereinrichtung (7) zuordenbare oder zugeordnete Handhabungseinrichtung (8) zur Handhabung wenigstens einer modulartigen Funktionseinheit (2), welche zum Einsetzen wenigstens einer modulartigen Funktionseinheit (2) in ein bestimmtes Lagerabteil (9) und/oder zur Entnahme wenigstens einer in einem bestimmten Lagerabteil (9) angeordneten modulartigen Funktionseinheit (2) aus dem oder einem bestimmten Lagerabteil (9) eingerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Handhabungseinrichtung (8) als eine wenigstens ein Greiferelement (12) umfassende Greifereinrichtung (13) ausgebildet ist oder wenigstens eine solche umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lagereinrichtung (7) einen regalartigen Aufbau mit in mehreren Reihen und/oder Spalten angeordneten oder ausgebildeten Lagerabteilen (9) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Funktionseinheit (2) als ein Baumodul (2a), welches eine bewegbar, insbesondere höhenverstellbar, relativ zu einem Grundkörper des Baumoduls (2a) gelagerte Bauplatte (2), auf welcher ein generativer Aufbau eines dreidimensionalen Objekts erfolgt, umfasst, ausgebildet ist, oder
- eine Funktionseinheit (2) als ein Überlaufmodul (2b), welches einen zur Aufnahme von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts nicht verfestigtem Baumaterial (4) eingerichteten Aufnahmeraum (5) umfasst, ausgebildet ist, oder
- eine Funktionseinheit (2) als ein Dosiermodul (2c), welches einen zur Aufnahme von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts zu verfestigendem Baumaterial (4) eingerichteten Aufnahmeraum (5) und eine Dosiereinrichtung zur Dosierung einer bestimmten Menge von im Rahmen einer generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objekts zu verfestigendem Baumaterial (4) aus dem Aufnahmeraum (5) umfasst, ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Lagerabteil (9) eine Erfassungseinrichtung (14) zuordenbar oder zugeordnet ist, welche
- zur Erfassung einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) und/oder
- zur Erfassung wenigstens eines Zustandsparameters, insbesondere der Funktionsfähigkeit, wenigstens eines Funktionselements einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) und/oder
- zur Erfassung wenigstens eines, insbesondere physikalischen, Zustandsparameters innerhalb eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial (4) befüllten, Aufnahmeraums (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) und/oder
- zur Erfassung eines Füllstands eines Baumaterials (4), welches in einem Aufnahmeraum (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) aufgenommen ist, und/oder
- zur Erfassung wenigstens eines Zustandsparameters eines Baumaterials (4), welches in einem Aufnahmeraum (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) aufgenommen ist, eingerichtet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Lagerabteil (9) eine Temperiereinrichtung (16) zuordenbar oder zugeordnet ist, welche zur Temperierung wenigstens eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial (4) befüllten, Aufnahmeraums (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) und/oder zur Temperierung eines Baumaterials (4), welches in einem Aufnahmeraum (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) aufgenommen ist, eingerichtet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Lagerabteil (9) eine Inertisierungseinrichtung (17) zuordenbar oder zugeordnet ist, welche zur Inertisierung wenigstens eines, insbesondere zumindest abschnittsweise mit Baumaterial (4) befüllten, Aufnahmeraums (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) eingerichtet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Lagerabteil (9) eine Befüllungseinrichtung (18) zuordenbar oder zugeordnet ist, welche zur Befüllung wenigstens eines Aufnahmeraums (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) mit Baumaterial (4) eingerichtet ist, und/oder
wenigstens einem Lagerabteil (9) eine Entleerungseinrichtung (19) zuordenbar oder zugeordnet ist, welche zur Entleerung von in wenigstens einem Aufnahmeraum (5) einer in dem jeweiligen Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) befindlichem Baumaterial (4) eingerichtet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Lagerabteil (9) eine Sicherungseinrichtung (20) zuordenbar oder zugeordnet ist, welche zur positionsfesten Sicherung einer in einem Lagerabteil (9) angeordneten Funktionseinheit (2) eingerichtet ist, wobei die Sicherungseinrichtung (20) wenigstens ein, insbesondere mechanisch und/oder magnetisch wirkendes, Sicherungselement umfasst.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (21 ) zur Steuerung des Betriebs der Temperiereinrichtung (16) und/oder der Inertisierungseinrichtung (17) und/oder der Befüllungseinrichtung (18) und/oder der Entleerungseinrichtung (19) und/oder der Sicherungseinrichtung (20= in Abhängigkeit wenigstens eines Erfassungsergebnisses der Erfassungseinrichtung (14).
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne, mehrere oder sämtliche Lagerabteile (9) durch Wandungen (1 1 ) räumlich definiert sind, wobei wenigstens eine Wandung (1 1 ) bewegbar relativ zu wenigstens einer weiteren Wandung (1 1 ) gelagert ist, so dass ein durch die wenigstens eine bewegbar gelagerte Wandung (1 1 ) und wenigstens eine weitere Wandung (1 1 ) räumlich begrenztes Lagerabteil (9) durch Bewegung der wenigstens einen bewegbar gelagerten Wandung (1 1 ) relativ zu wenigstens einer weiteren Wandung (1 1 ) in seinen räumlichen Abmessungen veränderbar ist.
12. Anlage (15) zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte, umfassend:
- wenigstens eine Vorrichtung (1 ) zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden modulartigen Funktionseinheiten (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wenigstens eine Vorrichtung (6) zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte durch sukzessive schichtweise selektive Verfestigung von Baumaterialschichten aus verfestigbarem Baumaterial (4) vermittels wenigstens eines Energiestrahls, umfassend wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung wenigstens eines Energiestrahls zur schichtweisen selektiven Verfestigung einzelner Baumaterialschichten aus verfestigbarem Baumaterial (4).
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorrichtung (1 ) zur Lagerung von im Rahmen der generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte zu verwendenden modulartigen Funktionseinheiten (2) wenigstens einer Vorrichtung (6) zur generativen Herstellung dreidimensionaler Objekte vor- oder nachgeschaltet ist.
14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere gesonderte Vorrichtungen (1 ) umfasst, wobei zwischen gesonderten Vorrichtungen (1 ), gegebenenfalls inertisierbare, Transporteinrichtungen vorgesehen sind, sodass Funktionseinheiten (2) bedarfsweise zwischen den gesonderten Vorrichtungen (1 ) hin und her transportierbar sind.
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