EP4048467A1 - Arrangement and method for generating a layer of a particulate building material in a 3d printer - Google Patents

Arrangement and method for generating a layer of a particulate building material in a 3d printer

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EP4048467A1
EP4048467A1 EP20808005.1A EP20808005A EP4048467A1 EP 4048467 A1 EP4048467 A1 EP 4048467A1 EP 20808005 A EP20808005 A EP 20808005A EP 4048467 A1 EP4048467 A1 EP 4048467A1
Authority
EP
European Patent Office
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building material
arrangement
particulate
particulate building
smoothing
Prior art date
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Pending
Application number
EP20808005.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ivan Gaer
Janosch MÜNZER
Frank Wedemeyer
Rudolf Wintgens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Laempe Mossner Sinto GmbH
Original Assignee
Laempe Mossner Sinto GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for producing a layer of a particulate building material in a 3D printer, in which at least one means for applying particulate building material and a means for smoothing particulate building material are arranged.
  • the invention also relates to a method for producing a layer of a particulate building material in a 3D printer, in which a particulate building material is applied, smoothed and compacted to produce a layer.
  • the construction is computer-controlled from one or more liquid or solid materials according to specified dimensions and shapes.
  • Specifications for the components or workpieces to be printed can be provided, for example, by so-called computer-aided design systems (CAD).
  • CAD computer-aided design systems
  • particulate building material also referred to as particulate material or powdery building material
  • particulate material or powdery building material on a so-called building field in order to form a layer of non-solidified particulate material
  • a method and a device for applying fluids and their use are known from DE 10117875 C1.
  • the method for applying fluids relates in particular to particulate material which is applied to an area to be coated, where in front of a blade, viewed in the forward direction of movement of the blade, the fluid is applied to the area to be coated and then the blade is applied over the applied fluid is proceeded.
  • the object is to provide a device, a method and a use of the device with which the most even possible distribution of fluid material on an area to be coated can be achieved.
  • the blade oscillates in the manner of a rotary movement.
  • the oscillating rotary movement of the blade fluidizes the fluid applied to the area to be coated.
  • particulate material with a strong tendency to agglomerate be applied as evenly and smoothly as possible, but it is also possible to influence the compression of the fluid by the vibration.
  • the application of the fluid to the area to be coated takes place in excess, so the constant movement of the blade, which oscillates in the manner of a rotary movement, the excess fluid, seen in the forward direction of movement of the blade, in front of the Blade is homogenized in a roller formed from fluid or particulate material by the forward movement of the blade. This allows any cavities between individual particle clumps to be filled and larger clumps of particulate material are broken up by the roller movement.
  • the object to be achieved is to provide an alternative or improved coating unit or production device or an alternative or improved coating or production method for a three-dimensional object by applying and selectively solidifying a build-up material in layers, in which in particular the coating direction is simply changed can.
  • the coating unit contains at least two coating rollers spaced from one another in a first direction and extending in a second direction transversely, preferably perpendicular to the first direction, and one in the first direction between the both coating rollers arranged and extending in the second direction compaction and / or smoothing element.
  • the coating unit is set up, depending on the movement of the coating unit in the first direction or in its opposite direction, to pull out build-up material with the coating roller leading in the respective direction of movement to form a uniform layer and the layer pulled out by the leading coating roller with the compression and / or smoothing element to compress and / or smoothen ment.
  • a coating unit for example, application and compression and / or smoothing of a material layer can be effected separately from one another by separate elements, but the coating unit can nevertheless be used in opposing coating directions.
  • the compression and / or smoothing element is preferably arranged essentially centrally between the two coating rollers in the first direction.
  • DE 102006023484 A1 discloses a device and a method for the layer-by-layer production of a three-dimensional object from a pulverför-shaped building material.
  • the invention relates to a method of selective laser sintering and a laser sintering device.
  • the object is to provide a method and a device for producing a three-dimensional object, in particular a laser sintering method and a laser sintering device, with which the refresh rate can be reduced and with which the costs of the method can be reduced .
  • the coater has a blade with an application surface that rises in the coating direction, the application surface being provided on the underside of the blade facing the carrier and at an angle of greater than 0.2 ° and less than about 5 °, preferably between approximately 0.5 ° and approximately 3 °, more preferably between approximately 0.7 ° and approximately 2.8 ° in the direction of movement of the coater.
  • this blade By means of this blade, after a material application, smoothing and compression are achieved at the same time.
  • the known prior art provides that the application of the particulate building material, the stripping or smoothing and the compacting of the building material are carried out by means of a device or arrangement.
  • a disadvantage of an arrangement according to the prior art with a so-called oscillating blade, which jointly solves the process steps of applying, smoothing and compacting the particulate building material, is that an increase in the quantity of material applied requires a higher oscillating frequency of the oscillating blade. At this higher oscillation frequency, more particulate building material can be applied and a compression of the more particulate building material brought out can be achieved.
  • the excess material which forms a so-called mountain in front of the oscillating blade and is created by an excess of applied particulate building material, cannot be kept to a minimum due to the direct relationship between application, smoothing and compaction, without influencing one of the secondary functions of the oscillating blade.
  • the object of the invention is to provide an arrangement and a method for generating a layer of a particulate building material in a 3D printer, with which an increase in the quantity of material application with a constant quality and a reduction in the forces acting on the construction field when applying , Smoothing and compacting of the particulate building material is achieved.
  • the invention provides that in the arrangement for generating a layer of a particulate building material in a 3D printer, which is also referred to in the following simply as a coater or coating arrangement, a spatial separation of the means for applying the particulate building material from the means for stripping or The building material is smoothed and compacted.
  • a technical or functional separation between the means for applying the particulate building material from the means for stripping or from a means for smoothing and densifying the building material is made.
  • both at least one means for applying the particulate building material and at least one means for stripping or smoothing the applied particulate building material are arranged in the application arrangement that can be moved over the construction field. If the application arrangement is moved over the construction field, the means arranged in the application arrangement also move with the application arrangement. If the means are arranged at a certain distance from one another in the application arrangement, can it can be provided that this specific spacing of the means from one another is maintained during the movement of the application arrangement over the construction field. In one embodiment, in a manufacturing step of the application arrangement, the means can be firmly connected to the application arrangement at a certain distance from one another.
  • Particulate building material is generally understood to be a collection of individual particles of a substance or a mixture of substances, each particle having a three-dimensional extension. Since these particles can predominantly be understood as round, oval or elongated particles, it is possible to specify an average diameter for such a particle, which is mostly in the range between 0.1 mm and 0.4 mm. Such a particulate building material has fluid properties.
  • the particulate building material lies on this construction field and is subsequently smoothed by a means which is spatially separated from the roller or edge and which has at least one blade.
  • the blade smooths and compacts the particulate building material.
  • the compacting of the particle-shaped building material is carried out by means of a separate further compacting means that is independent of the blade and independent of the roll or rounded edge.
  • the excess of applied particulate building material which is intended to ensure an evenly filled building area, creates a so-called “mountain” or excess material.
  • the height of this mountain depends on the amount of material applied, for example, via the roller and can thus be set, for example, via a speed of the roller.
  • a first assembly with a means for applying the particulate building material to a construction field and in a second assembly, which is spatially and technically spaced from the first assembly, a means for smoothing the applied particulate building material is arranged in the application arrangement becomes.
  • both the first subassembly and the second subassembly are arranged in an application arrangement, the assemblies moving along with the application arrangement over the construction field due to their coupling to the application arrangement. This creates both a spatially separate arrangement of the various means and the possibility of changing the distances between the various means within the application arrangement.
  • the distances between the various means in the application arrangement are structurally predetermined.
  • a means can be provided for changing the distances during operation of the 3D printer, with which, for example, the distances can be adapted to different particulate building materials or the printing qualities to be achieved.
  • a particular advantage of the technical and thus spatial separation of the means within the application arrangement is that the work steps of applying the particulate building material, smoothing the particulate building material and compressing the particulate building material are not mutually exclusive influence, although these work steps are carried out in a movement process of the application arrangement over the construction field.
  • Such an influence takes place in the prior art as in a method with a swing blade, since this applies, smooths and compacts at the same time.
  • the process parameters of the respective work steps: orders, compaction and smoothing can be coordinated with one another and regulated independently of one another. Furthermore, they can also be merged in a control loop.
  • a means for applying the particulate building material and a plurality of means for smoothing the applied particulate building material are arranged in the application arrangement.
  • a first means for applying particulate building material and a first means for smoothing the applied particulate building material and a second means for applying particulate building material and a second means for smoothing the applied particulate building material are arranged in a coater arrangement.
  • a multiple arrangement of such agents in the order listed makes it possible to apply different particulate building materials to the construction field in one movement of the application arrangement over the construction field.
  • the means for applying the particulate building material to the building site is a roll with a corresponding associated storage container and means for metering the building material. It is also provided that the means for smoothing the particulate building material is a blade or a doctor blade.
  • the associated process steps of application and smoothing take place one after the other when the coater arrangement moves over the construction field.
  • a certain time elapses in which the particulate building material rests before it is smoothed. This rest time has a beneficial effect on the quality of the creation of a layer and also has an advantageous effect on the quality of the 3D print created.
  • the applied and smoothed particulate material is compacted.
  • This process step can also be implemented by the means for smoothing the particulate building material or implemented by a separate means for compacting.
  • a process step follows in which a selective solidification of the applied layer of non-solidified particulate building material takes place in predetermined subregions. This process step is not important for the present invention and is therefore not explained in detail here.
  • FIG. 4 a further illustration of the arrangement from FIG. 3,
  • FIG. 5 a basic illustration of the mode of operation of several means for smoothing particulate building material
  • Fig. 6 two spatially separate arrangements according to the invention, each with a means for applying and a means for smoothing particulate building material over a construction field.
  • FIG. 1 shows a perspective and exemplary representation of the arrangement 1 according to the invention with a means 2 for application and a spatially separate means 3 for smoothing a particulate building material 10, not shown in FIG. 1, in a first embodiment in a direction of view obliquely from below onto the arrangement 1
  • the means 2 can be designed, for example, as a roller and the means 3, for example, as a blade or a doctor blade.
  • the arrangement 1 also has a means 15 for compacting the applied and smoothed building material 10.
  • the means 15 can, for example, also be designed as a blade. The following figures do not show the means 15 for compacting the applied and smoothed building material 10.
  • the arrangement 1 or the application arrangement 1 has a means 2 for applying a particulate building material 10 and a means 3 for smoothing the par ticulate building material 10, the means 2 in an assembly 4a and the means 3 in a spatially spaced from the Assembly 4a arranged assembly 4b is arranged.
  • the means 15 for compacting the applied and smoothed building material 10 is arranged in an assembly 4c which is spatially spaced from the assemblies 4a and 4b.
  • the assemblies 4a, 4b and 4c have components such as holding elements, drives, sensors, actuators and others, which are necessary for the proper functioning of the corresponding assembly 4a, 4b and 4c.
  • a storage container for the particulate building material 10 is also provided in the assembly 4a, as well as a roller or roller via which the particulate building material 10 is transferred to a building field 5, which is shown only schematically in FIG. 1 and in the following figures by means of one of a dash-dashed line bordered area is shown, is applied. Further components of the assemblies are not to be explained further here, since these can be exchanged as desired and are not essential for the present invention.
  • the distance 6a between the means 2 and the means 3 and the distance 6b between the means 3 and the means 15 in FIG. 1 can each be set independently of one another.
  • the arrow 16 illustrates the direction in which the arrangement 1 is moved when the particulate construction material 10 is applied over the construction field 5.
  • FIG. 2 shows a perspective and exemplary representation of the spatially separated arrangement 1 according to the invention for producing a layer 11 of a particulate building material 10 in a 3D printer in a further embodiment in a viewing direction obliquely from below onto the arrangement 1.
  • the arrangement 1 or the application arrangement 1 has a first means 2a for applying the particulate building material 10, not shown in FIG. 2, and a first means 3a for smoothing the particulate building material 10.
  • the first means 2a is arranged in an assembly 4a.
  • the first means 3a is arranged in an assembly 4b that is spatially spaced from the assembly 4a. It is provided that the means 2a and 3a are arranged at the same distance from the surface of the construction area 5 and can be moved with the application arrangement 1 in an imaginary plane above the construction area 5.
  • the assembly 4a has at least one means 2a for applying the particulate building material 10.
  • the assembly 4b has at least one means 3a for smoothing the previously applied particulate building material 10.
  • the application arrangement 1 is arranged above a construction field 5, over which the application arrangement 1 can be moved in the directions shown by means of the two arrows 16.
  • the means necessary for moving and guiding the application arrangement 1 are not shown in FIG.
  • the application arrangement 1 can be moved to the right and to the left, but in the embodiment shown, the creation of a layer 11 of the particulate building material 10 is only provided in one direction of movement to the left, since the means 2a is provided in the direction of movement the means 3a must be arranged.
  • a restriction to the example in FIG. 2 is not intended.
  • the coater subassembly 1a and in a direction of movement to the right is used to produce a layer 11.
  • the means 2a and 3a can be arranged in the application arrangement 1 at an adjustable distance 6a from one another.
  • This distance 6a viewed from the central axis of one means to the central axis of the adjacent means, lies in a range between 10 mm and 150 mm, in particular in a range between 40 mm and 100 mm.
  • This distance 6a is due to the technical design (type of application, type of smoothing, type of compaction) and is made as small as possible in order to keep the additional travel path as short as possible.
  • the distance 6b between the means 3 and the means 15 shown only in FIG. 1 the same dimensional ranges can apply as for the distance 6a.
  • the distance 6a between the means 2a and the means 3a can be adjusted while the 3D printer is in operation. In this way, for example, an adaptation to different printing speeds and printing qualities can be achieved and special physical process parameters such as the fluid behavior of the particulate building material 10 or the idle time of the space printed with particulate building material 10 can be addressed.
  • the distance 6a between the means 2b and the means 3b is also adjustable.
  • the distance, not shown in FIG. 2, between the first coater sub-arrangement 1a and the second coater sub-arrangement 1b can be freely selected. The distance between the coater sub-assemblies 1a and 1b thus determines the distance between the means 3a and 2b.
  • a first application subassembly 1a in connection with a second application subassembly 1b There is no restriction of the invention to only a first application subassembly 1a in connection with a second application subassembly 1b. If, for example, three coater subassemblies 1a, 1b and 1c are arranged in a coater arrangement 1, a layer 11 of the particulate building material 10 consisting of three sublayers can be produced.
  • FIG. 3 shows a perspective and exemplary representation of the arrangement 1 according to the invention or the application arrangement 1 from below with a means 2a for applying particulate building material 10 and several means 3a, 3b and 3c, spatially separated from the means 2a, for smoothing the particulate building material 10 shown.
  • FIG. 4 a further illustration of the arrangement from FIG. 3 is shown for better understanding. The following description can therefore relate to both FIGS. 3 and 4.
  • each assembly 4a, 4b, 4d and 4e has further components such as holding elements, drives, sensors, actuators and others, which are not explained in more detail here.
  • the means 2a in the first assembly 4a is designed, for example, as a roller, via which the particulate building material 10 is evenly applied to the construction field 5, while the application arrangement 1 moves evenly over the construction field 5 in the direction shown by the left arrow 16 to the left emotional.
  • Such means 2a with a roller for applying the building material 10 are known from the prior art.
  • a first smoothing step 7 of the particulate construction material 10 applied to the construction field 5 is carried out by means of the means 3a arranged in the assembly 4b, which is designed as a blade in the example in FIGS. 3 and 4.
  • a second smoothing step 8 is carried out by means of the blade 3b arranged in the assembly 4d and a third smoothing step 9 is carried out by means of the blade 3c arranged in the assembly 4e.
  • FIG. 5 A representation of the smoothing of the particulate building material 10 divided into three smoothing steps 7, 8 and 9 in a movement process of the coating
  • the arrangement 1 above the construction field 5 is shown in FIG. 5 in a schematic diagram.
  • the particulate building material 10 which has been applied by a means 2 (not shown) for applying the particulate building material 10, is shown above a construction field 5.
  • the three means 3a, 3b and 3c for smoothing the particulate building material 10 are moved simultaneously and uniformly in the direction of movement shown by the arrow 16 over the building field 5.
  • a first smoothing step 7 is carried out with the means 3a, a second smoothing step 8 with the means 3b and a third smoothing step 7 with the means 3c, which in their sum includes the applied and smoothed particulate building material 10, i.e. one applied according to the invention in FIG layer 11, not shown any further.
  • the means 3a, 3b and 3c are arranged aligned at an angle 12 to the vertical above the construction field 5.
  • Such an angle 12 has the effect that the means 3a, 3b and 3c not only smooth the building material 10, but also that the building material 10 is compacted.
  • This angle 12 can be in a range between -80 ° and + 80 °, in particular in a range between -20 ° and + 20 °.
  • angle 12 is set to be the same size for all three means 3a, 3b and 3c. Alternatively, it is possible that a different angle can be set for each means 3a, 3b and 3c.
  • the shape of the edge of the blade or the squeegee can influence the compaction, the flow behavior and the positioning of the particulate building material.
  • FIG. 6 shows two spatially separate coater subassemblies 1a and 1b, each with a means 2 for applying and a means 3 for smoothing particulate building material 10, viewed obliquely from below, above a construction field 5.
  • the application subassembly 1a has a first assembly 4a in which at least one means 2a for applying particulate building material 10 is attached. is ordered.
  • the application subassembly 1a also has a second assembly 4b in which at least one means 3a for smoothing the applied particulate building material 10 is arranged.
  • the means 2a is a roller and the means 3a is a blade.
  • the application assembly 1 has a further application subassembly 1b.
  • the application subassembly 1b has an assembly 4c in which at least one means 2b for applying particulate building material 10 is arranged.
  • the application subassembly 1b also has a further assembly 4d in which at least one means 3b for smoothing the applied particulate building material 10 is arranged.
  • the means 2b is a roller and the means 3b is a blade.
  • the application arrangement 1 can be moved over the construction field 5 in the directions shown by the arrows 16. In addition, as is known from the prior art, the application arrangement 1 can also be moved at a distance from the construction field 5. In this way, the distance from the construction field 5 can be increased or decreased.
  • the application arrangement 1 moves continuously upwards away from the construction field 5, it being possible for this movement to be controlled accordingly. It is thus possible to move the coating arrangement 1 away from the construction field 5 by the entire amount of the height of a layer 11 produced. It is also possible to move the application arrangement 1 away from the construction field 5 by only a portion of the total height of a layer 11 produced.
  • the application arrangement 1 is shown in a movement directed to the left in FIG. During this movement, a first partial layer 13 is produced by means of the first coater partial arrangement 1a. This production of the first partial layer 13 takes place in such a way that particulate building material 10 is applied to the previously produced layer 11c by means 2a of a roller and smoothed by means of means 3a of a blade.
  • a second partial layer 14 is produced by means of the second application sub-arrangement 1b. The second partial layer 14 is produced in such a way that particulate building material 10 is applied to the previously produced first partial layer 13 by the means 2b and smoothed with the means 3b.
  • a complete layer 11 of the particulate building material 10 can be produced in such a way that, in a movement process of the application arrangement 1 above the construction field 5, a first sub-layer 13 is generated through the first application sub-arrangement 1a and a second sub-layer 14 is generated through the second application sub-arrangement 1b .
  • the complete layer 11 is composed of the first partial layer 13 and the second partial layer 14 in equal or different proportions.
  • a complete layer 11 of the particulate building material 10 can be generated in such a way that, in one movement process of the application arrangement 1 over the construction field 5, the entire thickness of the layer 11 is first generated by means of the first application subassembly 1a, with a first particulate building material 10a is used and that subsequently a complete thickness of the layer 11 is produced by means of the second coater subassembly 1b, a second particulate building material 10b being used.
  • This process is shown in FIG. 6 in the layer 11a that has already been produced. This process can be repeated any number of times with alternating particulate building material 10a and 10b.
  • the application arrangement 1 has, for example, three application subassemblies 1a, 1b and 1c, it is possible to create the layer 11 using three different particulate building materials 10a, 10b and 10c.
  • the application arrangement 1 according to the invention enables the layer 11 to be generated both by means of various particulate building materials 10 and the layer 11 to be generated by means of several sub-layers 13, 14 in one movement of the application arrangement 1 over the construction field 5, although there is no restriction to only two sub-layers is.
  • 2, 2a, 2b, ..., 2n means for applying particulate building material / roller
  • 3, 3a, 3b, ..., 3n means for smoothing particulate building material /

Abstract

The invention, which concerns an arrangement and a method for generating a layer of a particulate building material in a 3D printer, is based on the problem of providing a solution whereby an increase in the quantity of the material deposited, with the same quality being maintained, and a reduction in the forces acting on the building zone are achieved while the particulate building material is being applied, smoothed and compacted. This problem is solved with respect to the arrangement by having in the arrangement (1) that can be moved over a building zone (5) a first assembly (4a), which has a means (2) for applying the particulate building material (10) onto a building zone (5), and a second assembly (4b), which is arranged spatially at a distance from the first assembly (4a) in the arrangement (1) and has a means (3) for smoothing the particulate building material (10) applied. This problem is solved with respect to the method by providing that, in a first method step, by means of a coater arrangement (1), which is provided over a building zone (5) and can be moved over this building zone (5), the particulate building material (10) is applied on the building zone (5) and that, in a second method step, which follows at a time after the first method step and is independent thereof, a smoothing of the particulate building material (10) applied is performed, wherein the first and second method steps are carried out during a process of moving the coater arrangement (1) over the building zone (5).

Description

Anordnung und Verfahren zum Erzeugen einer Schicht eines partikelförmigen Baumaterials in einem 3D-Drucker Arrangement and method for producing a layer of a particulate building material in a 3D printer
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erzeugen einer Schicht eines partikelförmigen Baumaterials in einem 3D-Drucker, in welcher mindestens ein Mittel zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial und ein Mittel zum Glätten von partikelförmigem Baumaterial angeordnet ist. The invention relates to an arrangement for producing a layer of a particulate building material in a 3D printer, in which at least one means for applying particulate building material and a means for smoothing particulate building material are arranged.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erzeugen einer Schicht eines partikelförmigen Baumaterials in einem 3D-Drucker, bei welchem zur Erzeugung einer Schicht ein partikelförmiges Baumaterial aufgetragen, geglättet und verdichtet wird. The invention also relates to a method for producing a layer of a particulate building material in a 3D printer, in which a particulate building material is applied, smoothed and compacted to produce a layer.
Bekannt ist es, zur Herstellung einzelner oder serienmäßiger Bauteile, Werk stücke oder Formen einen sogenannten 3D-Druck bzw. ein sogenanntes 3D- Druckverfahren einzusetzen. Bei derartigen Druckverfahren werden dreidimen sionale Bauteile oder Werkstücke schichtweise aufgebaut hergestellt. It is known to use a so-called 3D printing or a so-called 3D printing process for the production of individual or series components, work pieces or forms. In such printing processes, three-dimensional components or workpieces are built up in layers.
Der Aufbau erfolgt computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen. Vorgaben für die zu druckenden Bauteile oder Werkstücke können beispielsweise von sogenannten rechnerunterstützten Konstruktionssystemen (CAD engl computer-aided design) bereitgestellt werden. The construction is computer-controlled from one or more liquid or solid materials according to specified dimensions and shapes. Specifications for the components or workpieces to be printed can be provided, for example, by so-called computer-aided design systems (CAD).
Beim Druck der 3D-Strukturen bzw. 3D-Bauteilen finden physikalische oder chemische Härtungsprozesse oder ein Schmelzprozess in einem partikelförmigen Baumaterial, welches auch als Formstoff bezeichnet wird, statt. Als Werkstoffe für derartige 3D-Druckverfahren werden Baumaterialien bzw. Formstoffe wie Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle eingesetzt. When printing the 3D structures or 3D components, physical or chemical hardening processes or a melting process take place in a particulate building material, which is also referred to as molding material. Construction materials or molded materials such as plastics, synthetic resins, ceramics and metals are used as materials for such 3D printing processes.
Bei der Umsetzung von 3D-Druckverfahren sind verschiedene Fertigungsverfahrensabläufe bekannt. Mehrere dieser Verfahrensabläufe umfassen jedoch die nachfolgend beispielhaft dargestellten Verfahrensschritte: Various manufacturing process sequences are known when implementing 3D printing processes. However, several of these process sequences include the process steps shown below as an example:
• Teil- oder vollflächiges Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial, auch als Partikelmaterial oder pulverförmiges Aufbaumaterial bezeichnet, auf ein sogenanntes Baufeld, um eine Schicht aus nichtverfestigtem Partikelmate rial zu bilden; • Partial or full-surface application of particulate building material, also referred to as particulate material or powdery building material, on a so-called building field in order to form a layer of non-solidified particulate material;
• Selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht aus nichtverfestigtem partikelförmigem Baumaterial in vorbestimmten Teilbereichen, beispielsweise durch ein selektives Verdichten, Aufdrucken oder Aufbringen von Behandlungsmittel, wie beispielsweise einem Bindemittel oder Einsatz von Laser; • Selective solidification of the applied layer of non-solidified particulate building material in predetermined partial areas, for example by selective compaction, printing or application of treatment agents such as a binding agent or the use of a laser;
• Wiederholung der vorhergehenden Verfahrensschritte in einer weiteren Schichtebene zum schichtweisen Aufbau des Bauteils oder Werkstücks. Hierfür ist es vorgesehen, das Bauteil oder Werkstück, welches auf dem Baufeld schichtweise aufgebaut bzw. aufgedruckt wird, mit dem Baufeld jeweils um eine Schichtebene oder Schichtdicke abzusenken oder die 3D- Druckvorrichtung jeweils um eine Schichtebene oder Schichtdicke gegenüber dem Baufeld anzuheben, bevor eine neue Schicht teil- oder vollflächig aufgetragen wird; • Repetition of the previous process steps in a further layer level to build up the component or workpiece in layers. For this purpose, it is provided that the component or workpiece, which is built up or printed in layers on the construction field, is lowered with the construction field by one layer level or layer thickness or the 3D printing device is raised by one layer level or layer thickness in relation to the construction field before a new one Layer is applied over part or all of the surface;
• Nachfolgendes Entfernen von losem, nichtverfestigtem partikelförmigem Baumaterial, welches das gefertigte Bauteil oder Werkstück umgibt. • Subsequent removal of loose, unsolidified particulate building material that surrounds the finished component or workpiece.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung einer 3D-Struktur bzw. zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial auf ein Baufeld zur Erzeugung einer 3D-Struktur bekannt. Various methods for producing a 3-D structure or for applying particulate building material to a construction field for producing a 3-D structure are known from the prior art.
Aus der DE 10117875 C1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufträgen von Fluiden sowie deren Verwendung bekannt. A method and a device for applying fluids and their use are known from DE 10117875 C1.
Das Verfahren zum Aufträgen von Fluiden bezieht sich insbesondere auf Partikelmaterial, welches auf einen zu beschichtenden Bereich aufgetragen wird, wo bei vor einer Klinge, in Vorwärtsbewegungsrichtung der Klinge gesehen, das Fluid auf den zu beschichtenden Bereich aufgetragen wird und danach die Klinge über dem aufgetragenen Fluid verfahren wird. Die Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung, ein Verfahren sowie eine Verwendung der Vorrichtung bereitzustellen, mit denen eine möglichst ebene Verteilung von fluidem Material auf einem zu beschichtenden Bereich erreicht werden kann.The method for applying fluids relates in particular to particulate material which is applied to an area to be coated, where in front of a blade, viewed in the forward direction of movement of the blade, the fluid is applied to the area to be coated and then the blade is applied over the applied fluid is proceeded. The object is to provide a device, a method and a use of the device with which the most even possible distribution of fluid material on an area to be coated can be achieved.
Zur Lösung ist es vorgesehen, dass die Klinge eine Schwingung nach Art einer Drehbewegung ausführt. Durch die schwingende Drehbewegung der Klinge wird das auf den zu beschichtenden Bereich aufgebrachte Fluid fluidisiert. Hierdurch kann nicht nur stark zur Agglomerierung neigendes Partikelmaterial möglichst eben und glatt aufgetragen werden, sondern es ist darüber hinaus möglich, auch die Verdichtung des Fluids durch die Schwingung zu beeinflussen. To solve this, it is provided that the blade oscillates in the manner of a rotary movement. The oscillating rotary movement of the blade fluidizes the fluid applied to the area to be coated. As a result, not only can particulate material with a strong tendency to agglomerate be applied as evenly and smoothly as possible, but it is also possible to influence the compression of the fluid by the vibration.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Aufträgen des Fluids auf den zu beschichtenden Bereich im Überschuss erfolgt, so wird durch die ständige Bewegung der Klinge, die nach Art einer Drehbewegung oszilliert, das überschüssige Fluid, in Vorwärtsbewegungsrichtung der Klinge gesehen, vor der Klinge in einer aus Fluid bzw. Partikelmaterial durch die Vorwärtsbewegung der Klinge gebildeten Walze homogenisiert. Dadurch können etwaige Hohlräume zwischen einzelnen Partikelklumpen gefüllt werden und größere Klumpen Partikelmaterial werden durch die Walzenbewegung aufgebrochen. In a preferred embodiment it is provided that the application of the fluid to the area to be coated takes place in excess, so the constant movement of the blade, which oscillates in the manner of a rotary movement, the excess fluid, seen in the forward direction of movement of the blade, in front of the Blade is homogenized in a roller formed from fluid or particulate material by the forward movement of the blade. This allows any cavities between individual particle clumps to be filled and larger clumps of particulate material are broken up by the roller movement.
Aus der DE 10 2016 211 952 A1 sind eine Beschichtungseinheit, ein Beschichtungsverfahren, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts bekannt. From DE 10 2016 211 952 A1 a coating unit, a coating method, as well as a device and a method for the generative production of a three-dimensional object are known.
Die zu lösende Aufgabe besteht darin, eine alternative bzw. verbesserte Beschichtungseinheit bzw. Herstellungsvorrichtung bzw. ein alternatives bzw. verbessertes Beschichtungs- bzw. Herstellungsverfahren für ein dreidimensionales Objekt durch schichtweises Aufbringen und selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials bereitzustellen, bei denen insbesondere die Beschichtungsrichtung einfach verändert werden kann. The object to be achieved is to provide an alternative or improved coating unit or production device or an alternative or improved coating or production method for a three-dimensional object by applying and selectively solidifying a build-up material in layers, in which in particular the coating direction is simply changed can.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist es vorgesehen, dass die Beschichtungseinheit zumindest zwei in einer ersten Richtung voneinander beabstandete und sich in eine zweite Richtung quer, vorzugsweise senkrecht zu der ersten Richtung, erstre ckende Beschichtungswalzen enthält und ein in der ersten Richtung zwischen den beiden Beschichtungswalzen angeordnetes und sich in der zweiten Richtung erstreckendes Verdichtungs- und/oder Glättungselement. To achieve this object, it is provided that the coating unit contains at least two coating rollers spaced from one another in a first direction and extending in a second direction transversely, preferably perpendicular to the first direction, and one in the first direction between the both coating rollers arranged and extending in the second direction compaction and / or smoothing element.
Die Beschichtungseinheit ist dazu eingerichtet, je nach Bewegung der Beschichtungseinheit in die erste Richtung oder in ihre Gegenrichtung Aufbaumaterial mit der in der jeweiligen Bewegungsrichtung vorlaufenden Beschichtungswalze zu einer gleichmäßigen Schicht auszuziehen und die von der vorlaufenden Beschich tungswalze ausgezogene Schicht mit dem Verdichtungs- und/oder Glättungsele ment zu verdichten und/oder zu glätten. Mit einer solchen Beschichtungseinheit können beispielsweise Aufbringen und Verdichten und/oder Glätten einer Materi alschicht voneinander getrennt jeweils durch eigene Elemente bewirkt werden, wobei die Beschichtungseinheit aber dennoch in einander entgegengesetzten Beschichtungsrichtungen verwendet werden kann. The coating unit is set up, depending on the movement of the coating unit in the first direction or in its opposite direction, to pull out build-up material with the coating roller leading in the respective direction of movement to form a uniform layer and the layer pulled out by the leading coating roller with the compression and / or smoothing element to compress and / or smoothen ment. With such a coating unit, for example, application and compression and / or smoothing of a material layer can be effected separately from one another by separate elements, but the coating unit can nevertheless be used in opposing coating directions.
Vorzugsweise ist das Verdichtungs- und/oder Glättungselement in der ersten Richtung im Wesentlichen mittig zwischen den beiden Beschichtungswalzen angeordnet. The compression and / or smoothing element is preferably arranged essentially centrally between the two coating rollers in the first direction.
Die DE 102006023484 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts aus einem pulverför migen Aufbaumaterial. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren des se lektiven Lasersinterns und eine Lasersintervorrichtung. DE 102006023484 A1 discloses a device and a method for the layer-by-layer production of a three-dimensional object from a pulverför-shaped building material. In particular, the invention relates to a method of selective laser sintering and a laser sintering device.
Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, insbesondere ein Lasersinterverfahren und eine Lasersintervorrichtung, bereitzustellen, mit dem bzw. mit der die Auffrischrate verringert werden kann und mit dem bzw. mit der die Kosten des Verfahrens reduziert werden können. The object is to provide a method and a device for producing a three-dimensional object, in particular a laser sintering method and a laser sintering device, with which the refresh rate can be reduced and with which the costs of the method can be reduced .
Hierzu ist es vorgesehen, dass der Beschichter eine Klinge mit einer in Beschichtungsrichtung ansteigenden Auftragsfläche aufweist, wobei die Auftragsfläche an der dem Träger zugewandten Unterseite der Klinge vorgesehen ist und unter einem Winkel von größer als 0,2° und kleiner als etwa 5°, vorzugsweise zwischen etwa 0,5° und etwa 3°, weiter vorzugsweise zwischen etwa 0,7° und etwa 2,8° in Bewegungsrichtung des Beschichters ansteigt. Mittels dieser Klinge werden nach einem Materialauftrag eine Glättung und eine Verdichtung gleichzeitig erreicht. Der bekannte Stand der Technik sieht es vor, dass das Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials, dass Abstreifen bzw. Glätten und das Verdichten des Baumaterials mittels einer Einrichtung bzw. Anordnung vorgenommen werden. Hier bei handelt es sich zumindest um ein Mittel zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials sowie ein Mittel zum Abstreifen bzw. Glätten und Verdichten des Baumaterials, welches meist als ein Element wie eine Klinge ausgeführt wird, welche räumlich bzw. baulich vereint eine Einrichtung bzw. Anordnung bilden. Nach dem Stand der Technik ist es außerdem vorgesehen, dass der Bauraum für derartige Einrichtungen bzw. Anordnungen geringgehalten wird. For this purpose, it is provided that the coater has a blade with an application surface that rises in the coating direction, the application surface being provided on the underside of the blade facing the carrier and at an angle of greater than 0.2 ° and less than about 5 °, preferably between approximately 0.5 ° and approximately 3 °, more preferably between approximately 0.7 ° and approximately 2.8 ° in the direction of movement of the coater. By means of this blade, after a material application, smoothing and compression are achieved at the same time. The known prior art provides that the application of the particulate building material, the stripping or smoothing and the compacting of the building material are carried out by means of a device or arrangement. This is at least a means for applying the particulate building material and a means for stripping or smoothing and compacting the building material, which is usually designed as an element such as a blade, which spatially or structurally combined form a device or arrangement . According to the prior art, it is also provided that the installation space for such devices or arrangements is kept small.
Ein Nachteil einer Anordnung nach dem Stand der Technik mit einer sogenannten Schwingklinge, welche die Prozessschritte Aufträgen, Glätten und Verdichten des partikelförmigen Baumaterials gemeinsam löst, besteht darin, dass eine Steigerung der Quantität des Materialauftrags eine höhere Schwingfrequenz der Schwingklinge erfordert. Bei dieser höheren Schwingfrequenz kann mehr partikel förmiges Baumaterial ausgebracht werden und eine Verdichtung des mehr aus gebrachten partikelförmigen Baumaterials erreicht werden. A disadvantage of an arrangement according to the prior art with a so-called oscillating blade, which jointly solves the process steps of applying, smoothing and compacting the particulate building material, is that an increase in the quantity of material applied requires a higher oscillating frequency of the oscillating blade. At this higher oscillation frequency, more particulate building material can be applied and a compression of the more particulate building material brought out can be achieved.
Einer Steigerung der Schwingfrequenz der Schwingklinge sind aber physikalische Grenzen gesetzt. Diese Limitierung betrifft die Prozessschritte Aufträgen, Glätten und Verdichten gleichermaßen. However, there are physical limits to increasing the oscillation frequency of the oscillating blade. This limitation applies equally to the process steps applying, smoothing and compressing.
Durch die höhere Schwingfrequenz der Schwingklinge und einen hohen Vorschub gleitet bzw. rutscht mehr partikelförmiges Baumaterial unter der Schwingklinge hindurch und beschädigt das darunterliegende bereits erzeugte Druckbild bzw. die bereits teilweise erzeugte 3D-Struktur. Due to the higher oscillation frequency of the oscillating blade and a high feed rate, more particulate building material slides or slides under the oscillating blade and damages the already generated print image underneath or the already partially generated 3D structure.
Außerdem kann der Materialüberschuss, welcher einen sogenannten Berg vor der Schwingklinge ausbildet und durch einen Überschuss an aufgetragenem partikelförmigem Baumaterial entsteht, durch die direkte Abhängigkeit zwischen Auftrag, Glätten und Verdichtung nicht minimal gehalten werden, ohne eine der Nebenfunktionen der Schwingklinge zu beeinflussen. In addition, the excess material, which forms a so-called mountain in front of the oscillating blade and is created by an excess of applied particulate building material, cannot be kept to a minimum due to the direct relationship between application, smoothing and compaction, without influencing one of the secondary functions of the oscillating blade.
Ebenso ist es nicht möglich, die Schwingklinge nur für eine ihrer Aufgaben einzeln zu verwenden. Auf der Grundlage dieses Standes der Technik besteht ein Bedarf nach einer verbesserten Anordnung und einem verbesserten Verfahren zum Erzeugen einer Schicht eines partikelförmigen Baumaterials in einem 3D-Drucker. It is also not possible to use the swing blade only for one of its tasks. Based on this prior art, there is a need for an improved arrangement and method for creating a layer of particulate build material in a 3D printer.
Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Anordnung und ein Verfahren zum Erzeugen einer Schicht eines partikelförmigen Baumaterials in einem 3D- Drucker anzugeben, womit eine Steigerung der Quantität des Materialauftrags mit einer gleichbleibenden Qualität und eine Reduzierung der auf das Baufeld wir kenden Kräfte beim Aufträgen, Glätten und Verdichten des partikelförmigen Baumaterials erreicht wird. Thus, the object of the invention is to provide an arrangement and a method for generating a layer of a particulate building material in a 3D printer, with which an increase in the quantity of material application with a constant quality and a reduction in the forces acting on the construction field when applying , Smoothing and compacting of the particulate building material is achieved.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object is achieved by an arrangement having the features according to claim 1 of the independent claims. Further developments are given in the dependent claims.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentan spruch 8 der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object is also achieved by a method having the features according to claim 8 of the independent claims. Further developments are given in the dependent claims.
Die Erfindung sieht vor, dass in der Anordnung zum Erzeugen einer Schicht eines partikelförmigen Baumaterials in einem 3D-Drucker, welche nachfolgend auch vereinfacht als Beschichter bzw. Beschichteranordnung bezeichnet wird, eine räumliche Trennung des Mittels zum Aufgetragen des partikelförmigen Baumaterials von dem Mittel zum Abstreifen bzw. Glätten und Verdichten des Baumaterials vorgenommen wird. Außerdem wird auch eine technische bzw. funktionale Trennung zwischen dem Mittel zum Aufgetragen des partikelförmigen Baumaterials von dem Mittel zum Abstreifen bzw. von einem Mittel zum Glätten und Ver dichten des Baumaterials vorgenommen. The invention provides that in the arrangement for generating a layer of a particulate building material in a 3D printer, which is also referred to in the following simply as a coater or coating arrangement, a spatial separation of the means for applying the particulate building material from the means for stripping or The building material is smoothed and compacted. In addition, a technical or functional separation between the means for applying the particulate building material from the means for stripping or from a means for smoothing and densifying the building material is made.
Somit ist es vorgesehen, in der über dem Baufeld verfahrbaren Beschichteranordnung sowohl mindestens ein Mittel zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials und mindestens ein Mittel zum Abstreifen bzw. Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials anzuordnen. Wird die Beschichteranordnung über das Baufeld bewegt, bewegen sich ebenfalls die in der Beschichteranordnung angeordneten Mittel mit der Beschichteranordnung mit. Sind die Mittel in einem bestimmten Abstand zueinander in der Beschichteranordnung angeordnet, kann es vorgesehen sein, dass dieser bestimmte Abstand der Mittel zueinander bei der Bewegung der Beschichteranordnung über dem Baufeld beibehalten wird. In einer Ausführung können die Mittel bei einem Herstellungsschritt der Beschichteranord nung im bestimmten Abstand zueinander fest mit der Beschichteranordnung verbunden werden. Thus, it is provided that both at least one means for applying the particulate building material and at least one means for stripping or smoothing the applied particulate building material are arranged in the application arrangement that can be moved over the construction field. If the application arrangement is moved over the construction field, the means arranged in the application arrangement also move with the application arrangement. If the means are arranged at a certain distance from one another in the application arrangement, can it can be provided that this specific spacing of the means from one another is maintained during the movement of the application arrangement over the construction field. In one embodiment, in a manufacturing step of the application arrangement, the means can be firmly connected to the application arrangement at a certain distance from one another.
Durch die räumliche Trennung der Mittel wird eine gegenseitige Beeinflussung der Mittel ausgeschlossen. Die technische Trennung ermöglicht es, dass jedes Mittel separat und unabhängig von einem anderen Mitteln gesteuert bzw. geregelt werden kann. Due to the spatial separation of the funds, mutual influencing of the funds is excluded. The technical separation enables each means to be controlled or regulated separately and independently of another means.
Als partikelförmiges Baumaterial wird allgemein eine Ansammlung einzelner Teilchen eines Stoffs oder eines Stoffgemischs verstanden, wobei jedes Teilchen eine dreidimensionale Erstreckung aufweist. Da diese Teilchen überwiegend als runde, ovale oder auch längliche Teilchen aufgefasst werden können, ist es möglich, einen durchschnittlichen Durchmesser für ein derartiges Teilchen anzugeben, welcher meist im Bereich zwischen 0,1 mm bis 0,4 mm liegt. Ein derartiges parti kelförmiges Baumaterial weist fluide Eigenschaften auf. Particulate building material is generally understood to be a collection of individual particles of a substance or a mixture of substances, each particle having a three-dimensional extension. Since these particles can predominantly be understood as round, oval or elongated particles, it is possible to specify an average diameter for such a particle, which is mostly in the range between 0.1 mm and 0.4 mm. Such a particulate building material has fluid properties.
Vorgesehen ist es, dass das partikelförmige Baumaterial beispielsweise über eine Rolle, alternativ über eine abgerundete Kante, auf ein Baufeld aufgetragen wird. Auf diesem Baufeld liegt das partikelförmige Baumaterial aus und wird von einem räumlich getrennt von der Rolle bzw. Kante angeordnetem Mittel, welches zumin dest eine Klinge aufweist, nachfolgend geglättet. Provision is made for the particulate building material to be applied to a building field, for example via a roller, or alternatively via a rounded edge. The particulate building material lies on this construction field and is subsequently smoothed by a means which is spatially separated from the roller or edge and which has at least one blade.
In einer Ausführung ist es vorgesehen, dass durch die Klinge ein Glätten und ein Verdichten des partikelförmigen Baumaterials vorgenommen wird. In one embodiment it is provided that the blade smooths and compacts the particulate building material.
In einer alternativen Ausführung ist es vorgesehen, dass das Verdichten des par tikelförmigen Baumaterials mittels eines eigenständigen und von der Klinge unabhängigen und von der Rolle bzw. abgerundeten Kante unabhängigen weiteren Mittels zum Verdichten vorgenommen wird. In an alternative embodiment, it is provided that the compacting of the particle-shaped building material is carried out by means of a separate further compacting means that is independent of the blade and independent of the roll or rounded edge.
Beim Glätten des partikelförmigen Baumaterials entsteht durch den Überschuss an aufgetragenem partikelförmigem Baumaterial, welcher ein gleichmäßig aufgefülltes Baufeld sicherstellen soll, ein sogenannter „Berg“ bzw. Materialüberschuss. Die Höhe dieses Berges ist hierbei von der Menge des beispielsweise über die Rolle aufgetragenen Materials abhängig und kann somit beispielsweise über eine Drehzahl der Rolle eingestellt werden. When smoothing the particulate building material, the excess of applied particulate building material, which is intended to ensure an evenly filled building area, creates a so-called “mountain” or excess material. The height of this mountain depends on the amount of material applied, for example, via the roller and can thus be set, for example, via a speed of the roller.
Vorteilhaft ist es hierbei, dass der Materialüberschuss bzw. Berg möglichst klein gehalten werden, da derart die auf das darunterliegende bereits erzeugte Druckbild bzw. die bereits teilweise erzeugte 3D-Struktur wirkenden Kräfte beim Glätten des Baumaterials kleiner werden. It is advantageous here that the excess material or mountain is kept as small as possible, since in this way the forces acting on the already generated print image underneath or the already partially generated 3D structure become smaller when smoothing the building material.
Umso gleichmäßiger das Aufträgen des Baumaterials über die gesamte Auslassbreite der Rolle erfolgt, umso kleiner kann der Berg vor der Klinge gefahren werden. The more evenly the application of the building material over the entire outlet width of the roller, the smaller the mountain can be driven in front of the blade.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass in der Beschichteranordnung eine erste Baugruppe mit einem Mittel zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials auf ein Baufeld und in einer zweiten Baugruppe, welche räumlich und technisch zu der ersten Baugruppe beabstandet angeordnet ist, ein Mittel zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials angeordnet wird. Somit ist in einer Beschichteranordnung sowohl die erste Baugruppe als auch die zweite Baugruppe angeordnet, wobei sich die Baugruppen durch ihre Kopplung an die Beschichteranordnung mit der Beschichteranordnung über das Baufeld mitbewegen. Derart wird sowohl eine räumlich getrennte Anordnung der verschiedenen Mittel als auch eine Möglichkeit zur Veränderung der Abstände zwischen den verschiedenen Mitteln innerhalb der Beschichteranordnung geschaffen. Furthermore, it is provided that a first assembly with a means for applying the particulate building material to a construction field and in a second assembly, which is spatially and technically spaced from the first assembly, a means for smoothing the applied particulate building material is arranged in the application arrangement becomes. Thus, both the first subassembly and the second subassembly are arranged in an application arrangement, the assemblies moving along with the application arrangement over the construction field due to their coupling to the application arrangement. This creates both a spatially separate arrangement of the various means and the possibility of changing the distances between the various means within the application arrangement.
Hierbei kann vorgesehen werden, dass die Abstände zwischen den verschiedenen Mitteln in der Beschichteranordnung konstruktiv vorgegeben werden. Alternativ kann ein Mittel zum Verändern der Abstände im laufenden Betrieb des 3D- Druckers vorgesehen werden, womit beispielsweise eine Anpassung der Abstände an verschiedene partikelförmige Baumaterialien oder zu erreichende Druckqualitäten erreicht werden kann. It can be provided here that the distances between the various means in the application arrangement are structurally predetermined. Alternatively, a means can be provided for changing the distances during operation of the 3D printer, with which, for example, the distances can be adapted to different particulate building materials or the printing qualities to be achieved.
Ein besonderer Vorteil der technischen und dadurch räumlichen Trennung der Mittel innerhalb der Beschichteranordnung liegt darin, dass sich die Arbeitsschritte des Auftragens des partikelförmigen Baumaterials, des Glättens des partikelförmigen sowie des Verdichtens des partikelförmigen Baumaterials nicht gegenseitig beeinflussen, obwohl diese Arbeitsschrite in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung über dem Baufeld durchgeführt werden. Eine derartige Beein flussung findet im Stand der Technik wie bei einem Verfahren mit einer Schwing klinge statt, da diese gleichzeitig aufträgt, glätet und verdichtet. Die Prozesspa rameter der jeweiligen Arbeitsschrite Aufträgen, Verdichten und Gläten können erfindungsgemäß aufeinander abgestimmt und unabhängig voneinander geregelt werden. Weiterhin können sie auch in einer Regelschleife zusammengeführt zu werden. A particular advantage of the technical and thus spatial separation of the means within the application arrangement is that the work steps of applying the particulate building material, smoothing the particulate building material and compressing the particulate building material are not mutually exclusive influence, although these work steps are carried out in a movement process of the application arrangement over the construction field. Such an influence takes place in the prior art as in a method with a swing blade, since this applies, smooths and compacts at the same time. According to the invention, the process parameters of the respective work steps: orders, compaction and smoothing can be coordinated with one another and regulated independently of one another. Furthermore, they can also be merged in a control loop.
Vorgesehen ist es, dass in der Beschichteranordnung ein Mitel zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials und mehrere Mitel zum Gläten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials angeordnet werden. Durch eine Aufteilung des Glättungsvorgangs auf mehrere Teilbaugruppen, wie beispielsweise mehrere Klingen, können die auf eine unter der aktuell zu erzeugenden Schicht liegende bereits erzeugte 3D-Struktur wirkenden Kräfte verringert werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Qualität der erzeugten 3D-Struktur aus. It is provided that a means for applying the particulate building material and a plurality of means for smoothing the applied particulate building material are arranged in the application arrangement. By dividing the smoothing process over several subassemblies, such as several blades, the forces acting on a 3D structure that is already under the layer currently to be produced can be reduced. This has a beneficial effect on the quality of the 3D structure generated.
Vorgesehen ist es, dass in einer Beschichteranordnung ein erstes Mitel zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial sowie ein erstes Mittel zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials und ein zweites Mittel zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial sowie ein zweites Mittel zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials angeordnet werden. It is envisaged that a first means for applying particulate building material and a first means for smoothing the applied particulate building material and a second means for applying particulate building material and a second means for smoothing the applied particulate building material are arranged in a coater arrangement.
Durch eine mehrfache Anordnung derartiger Mitel in der aufgezählten Reihenfolge wird es möglich, verschiedene partikelförmige Baumaterialien auf das Baufeld in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung über dem Baufeld aufzu tragen. Außerdem wird es möglich, dass eine Schicht aus zwei verschiedenen Teilschichten bestehend aufgetragen wird, wobei die Teilschichten aus dem gleichen partikelförmigen Baumaterial oder verschiedenen partikelförmigen Baumate rialien bestehen können. A multiple arrangement of such agents in the order listed makes it possible to apply different particulate building materials to the construction field in one movement of the application arrangement over the construction field. In addition, it becomes possible for a layer consisting of two different partial layers to be applied, it being possible for the partial layers to consist of the same particulate building material or different particulate building materials.
Weiterhin vorgesehen ist es, dass das Mitel zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials auf das Baufeld eine Rolle mit einem entsprechenden zugehörigen Vorratsbehälter sowie Mitteln zum Dosieren des Baumaterials ist. Ebenso vorgesehen ist es, dass das Mittel zum Glätten des partikelförmigen Baumaterials eine Klinge bzw. ein Rakel ist. It is also provided that the means for applying the particulate building material to the building site is a roll with a corresponding associated storage container and means for metering the building material. It is also provided that the means for smoothing the particulate building material is a blade or a doctor blade.
Durch die räumlich getrennte Anordnung des Mittels zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials vom Mittel zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials innerhalb einer Beschichteranordnung erfolgen die zugehörigen Verfahrensschritte Aufträgen und Glätten zeitlich nacheinander bei einer Bewegung der Beschichteranordnung über dem Baufeld. Somit vergeht nach dem Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials eine gewisse Zeit, in der das partikelförmige Baumaterial ruht, bevor es geglättet wird. Diese Ruhezeit wirkt sich vorteilhaft auf die Qualität bei der Erzeugung einer Schicht wie auch vorteilhaft auf die Qualität des erzeugten 3D-Drucks aus. Due to the spatially separated arrangement of the means for applying the particulate building material from the means for smoothing the applied particulate building material within a coater arrangement, the associated process steps of application and smoothing take place one after the other when the coater arrangement moves over the construction field. Thus, after the application of the particulate building material, a certain time elapses in which the particulate building material rests before it is smoothed. This rest time has a beneficial effect on the quality of the creation of a layer and also has an advantageous effect on the quality of the 3D print created.
Vorgesehen ist weiterhin, dass bei der Erzeugung der Schicht mindestens eine erste Teilschicht und eine zweite Teilschicht in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung über dem Baufeld aufgetragen wird, welche in einer Summierung ihrer Teilschichtdicken die Dicke der Schicht aufweisen. Eine Begrenzung auf nur zwei Teilschichten in der Schicht ist nicht vorgesehen. It is also provided that when the layer is produced, at least a first partial layer and a second partial layer are applied over the construction field in a movement process of the application arrangement, which have the thickness of the layer in a summation of their partial layer thicknesses. There is no provision for a limitation to only two partial layers in the layer.
Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Merkmalen ist ein Verdichten des aufgetragenen und geglätteten partikelförmigen Materials vorgesehen. Dieser Verfahrensschritt kann durch das Mittel zum Glätten des partikelförmigen Baumaterials mit realisiert oder durch ein separates Mittel zum Verdichten umgesetzt werden.In addition to the features already described, the applied and smoothed particulate material is compacted. This process step can also be implemented by the means for smoothing the particulate building material or implemented by a separate means for compacting.
Nach einem erfindungsgemäßen Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials schließt sich ein Verfahrensschritt an, in welchem ein selektives Verfestigen der aufgebrachten Schicht aus nichtverfestigtem partikelförmigem Baumaterial in vorbestimmten Teilbereichen erfolgt. Dieser Verfahrensschritt ist für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung und wird daher hier nicht detailliert erläutert. After application of the particulate building material according to the invention, a process step follows in which a selective solidification of the applied layer of non-solidified particulate building material takes place in predetermined subregions. This process step is not important for the present invention and is therefore not explained in detail here.
Aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren wie ein Verfestigen durch Aufdrucken oder Aufbringen von Behandlungsmittel, wie beispielsweise einem Bindemittel, oder der Einsatz eines Lasers sind möglich. Methods known from the prior art, such as solidification by printing on or application of a treatment agent, such as a binding agent, or the use of a laser, are possible.
Die zuvor erläuterten Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzug- ten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, welche zeigen: The features and advantages of this invention explained above are, after careful study of the following detailed description of the preferred th, non-limiting example embodiments of the invention with the accompanying drawings to better understand and evaluate, which show:
Fig. 1: eine perspektivische und beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung in einer ersten Ausführungsform, 1: a perspective and exemplary representation of the arrangement according to the invention in a first embodiment,
Fig. 2: eine perspektivische und beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung mit zwei Mitteln zum Aufträgen und zwei räumlich ge trennten Mitteln zum Glätten von partikelförmigem Baumaterial, 2: a perspective and exemplary representation of the arrangement according to the invention with two means for applying and two spatially separated means for smoothing particulate building material,
Fig. 3: eine perspektivische und beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Mittel zum Aufträgen und mehreren räumlich getrennten Mitteln zum Glätten von partikelförmigem Baumaterial,3: a perspective and exemplary representation of the arrangement according to the invention with a means for applying and several spatially separated means for smoothing particulate building material,
Fig. 4: eine weitere Darstellung der Anordnung aus Figur 3, FIG. 4: a further illustration of the arrangement from FIG. 3,
Fig. 5: eine Prinzipdarstellung der Wirkungsweise mehrerer Mittel zum Glätten von partikelförmigem Baumaterial und FIG. 5: a basic illustration of the mode of operation of several means for smoothing particulate building material and
Fig. 6: zwei erfindungsgemäß räumlich getrennte Anordnungen mit je einem Mit tel zum Aufträgen und einem Mittel zum Glätten von partikelförmigem Baumaterial über einem Baufeld. Fig. 6: two spatially separate arrangements according to the invention, each with a means for applying and a means for smoothing particulate building material over a construction field.
Die Figur 1 zeigt eine perspektivische und beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 1 mit einem Mittel 2 zum Aufträgen und einem räumlich getrennten Mittel 3 zum Glätten eines in Figur 1 nicht gezeigten partikelförmigen Baumaterials 10 in einer ersten Ausführungsform in einer Blickrichtung von schräg unten auf die Anordnung 1. Das Mittel 2 kann beispielsweise als eine Walze und das Mittel 3 beispielsweise als eine Klinge oderein Rakel ausgeführt sein. Die Anordnung 1 weist außerdem ein Mittel 15 zum Verdichten des aufgetrage nen und geglätteten Baumaterials 10 auf. Das Mittel 15 kann beispielsweise ebenfalls als eine Klinge ausgeführt sein. Auf eine Darstellung des Mittels 15 zum Verdichten des aufgetragenen und geglätteten Baumaterials 10 wird in den nachfolgenden Figuren verzichtet. FIG. 1 shows a perspective and exemplary representation of the arrangement 1 according to the invention with a means 2 for application and a spatially separate means 3 for smoothing a particulate building material 10, not shown in FIG. 1, in a first embodiment in a direction of view obliquely from below onto the arrangement 1 The means 2 can be designed, for example, as a roller and the means 3, for example, as a blade or a doctor blade. The arrangement 1 also has a means 15 for compacting the applied and smoothed building material 10. The means 15 can, for example, also be designed as a blade. The following figures do not show the means 15 for compacting the applied and smoothed building material 10.
Die Anordnung 1 bzw. die Beschichteranordnung 1 weist ein Mittel 2 zum Aufträ gen eines partikelförmigen Baumaterials 10 und ein Mittel 3 zum Glätten des par tikelförmigen Baumaterials 10 auf, wobei das Mittel 2 in einer Baugruppe 4a und das Mittel 3 in einer räumlich beabstandet von der Baugruppe 4a angeordneten Baugruppe 4b angeordnet ist. Das Mittel 15 zum Verdichten des aufgetragenen und geglätteten Baumaterials 10 ist in einer räumlich beabstandet von den Baugruppen 4a und 4b angeordneten Baugruppe 4c angeordnet. The arrangement 1 or the application arrangement 1 has a means 2 for applying a particulate building material 10 and a means 3 for smoothing the par ticulate building material 10, the means 2 in an assembly 4a and the means 3 in a spatially spaced from the Assembly 4a arranged assembly 4b is arranged. The means 15 for compacting the applied and smoothed building material 10 is arranged in an assembly 4c which is spatially spaced from the assemblies 4a and 4b.
Die Baugruppen 4a, 4b und 4c weisen Bestandteile wie Halteelemente, Antriebe, Sensoren, Aktoren und andere mehr auf, welche für die ordnungsgemäße Funktionsweise der entsprechenden Baugruppe 4a, 4b und 4c notwendig sind. So ist in der Baugruppe 4a beispielsweise auch ein Vorratsbehälter für das partikelförmige Baumaterial 10 vorgesehen sowie eine Walze bzw. Rolle, über welche das parti kelförmige Baumaterial 10 auf ein Baufeld 5, welches in Figur 1 sowie in den nachfolgenden Figuren jeweils nur schematisch mittels einer von einer Strich- Strich-Linie umrandeten Fläche dargestellt ist, aufgetragen wird. Weitere Bestandteile der Baugruppen sollen hier nicht weiter erläutert werden, da diese beliebig austauschbar und für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind. The assemblies 4a, 4b and 4c have components such as holding elements, drives, sensors, actuators and others, which are necessary for the proper functioning of the corresponding assembly 4a, 4b and 4c. Thus, for example, a storage container for the particulate building material 10 is also provided in the assembly 4a, as well as a roller or roller via which the particulate building material 10 is transferred to a building field 5, which is shown only schematically in FIG. 1 and in the following figures by means of one of a dash-dashed line bordered area is shown, is applied. Further components of the assemblies are not to be explained further here, since these can be exchanged as desired and are not essential for the present invention.
Der Abstand 6a zwischen dem Mittel 2 und dem Mittel 3 sowie der Abstand 6b zwischen dem Mittel 3 und dem Mittel 15 in der Figur 1 sind jeweils unabhängig voneinander einstellbar. The distance 6a between the means 2 and the means 3 and the distance 6b between the means 3 and the means 15 in FIG. 1 can each be set independently of one another.
Der Pfeil 16 veranschaulicht die Richtung, in welche die Anordnung 1 beim Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials 10 über das Baufeld 5 verfahren wird.The arrow 16 illustrates the direction in which the arrangement 1 is moved when the particulate construction material 10 is applied over the construction field 5.
Die Figur 2 zeigt eine perspektivische und beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäß räumlich getrennten Anordnung 1 zum Erzeugen einer Schicht 11 eines partikelförmigen Baumaterials 10 in einem 3D-Drucker in einer weiteren Ausführungsform in einer Blickrichtung von schräg unten auf die Anordnung 1.FIG. 2 shows a perspective and exemplary representation of the spatially separated arrangement 1 according to the invention for producing a layer 11 of a particulate building material 10 in a 3D printer in a further embodiment in a viewing direction obliquely from below onto the arrangement 1.
Die Anordnung 1 bzw. die Beschichteranordnung 1 weist ein erstes Mittel 2a zum Aufträgen des in Figur 2 nicht gezeigten partikelförmigen Baumaterials 10 und ein erstes Mittel 3a zum Glätten des partikelförmigen Baumaterials 10 auf. Das erste Mittel 2a ist in einer Baugruppe 4a angeordnet. Das erstes Mittel 3a ist in einer räumlich beabstandet von der Baugruppe 4a angeordneten Baugruppe 4b angeordnet. Vorgesehen ist es, dass die Mittel 2a und 3a im gleichen Abstand zur Oberfläche des Baufelds 5 angeordnet sind und sich mit der Beschichteranordnung 1 in einer gedachten Ebene über dem Baufeid 5 bewegen lassen . Die Baugruppe 4a weist mindestens ein Mittel 2a zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials 10 auf. The arrangement 1 or the application arrangement 1 has a first means 2a for applying the particulate building material 10, not shown in FIG. 2, and a first means 3a for smoothing the particulate building material 10. The first means 2a is arranged in an assembly 4a. The first means 3a is arranged in an assembly 4b that is spatially spaced from the assembly 4a. It is provided that the means 2a and 3a are arranged at the same distance from the surface of the construction area 5 and can be moved with the application arrangement 1 in an imaginary plane above the construction area 5. The assembly 4a has at least one means 2a for applying the particulate building material 10.
Die Baugruppe 4b weist mindestens ein Mittel 3a zum Glätten des zuvor aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials 10 auf. The assembly 4b has at least one means 3a for smoothing the previously applied particulate building material 10.
Die Beschichteranordnung 1 ist über einem Baufeld 5 angeordnet, über welchem die Beschichteranordnung 1 in den mittels den zwei Pfeilen 16 gezeigten Richtungen verfahren werden kann. Hierfür notwendige Mittel zum Bewegen und Führen der Beschichteranordnung 1 sind in der Figur 2 nicht dargestellt. Nach dem Beispiel der Figur 2 kann die Beschichteranordnung 1 zwar nach rechts und nach links verfahren werden, in der dargestellten Ausführung ist das Erzeugen einer Schicht 11 des partikelförmigen Baumaterials 10 aber nur in einer Bewegungsrichtung nach links vorgesehen, da in Bewegungsrichtung gesehen das Mittel 2a vor dem Mittel 3a angeordnet werden muss. Eine Beschränkung auf das Beispiel der Figur 2 ist nicht vorgesehen. The application arrangement 1 is arranged above a construction field 5, over which the application arrangement 1 can be moved in the directions shown by means of the two arrows 16. The means necessary for moving and guiding the application arrangement 1 are not shown in FIG. According to the example in FIG. 2, the application arrangement 1 can be moved to the right and to the left, but in the embodiment shown, the creation of a layer 11 of the particulate building material 10 is only provided in one direction of movement to the left, since the means 2a is provided in the direction of movement the means 3a must be arranged. A restriction to the example in FIG. 2 is not intended.
In einer Ausführung, in welcher die Baugruppen 4c und 4d in ihrer Anordnung innerhalb der Beschichterteilanordnung 1b getauscht werden, ist es möglich, die Beschichteranordnung 1 in beiden Richtungen zum Erzeugen je einer Schicht 11 des partikelförmigen Baumaterials 10 zu nutzen. In an embodiment in which the assemblies 4c and 4d are exchanged in their arrangement within the application subassembly 1b, it is possible to use the application assembly 1 in both directions to produce a layer 11 of the particulate building material 10.
So wird in einer Bewegungsrichtung nach links die Beschichterteilanordnung 1a und in einer Bewegungsrichtung nach rechts die Beschichterteilanordnung 1b zum Erzeugen einer Schicht 11 genutzt. Thus, in a direction of movement to the left, the coater subassembly 1a and in a direction of movement to the right the coater subassembly 1b is used to produce a layer 11.
Auch in der Ausführung der Figur 2 können die Mittel 2a und 3a in einem einstellbaren Abstand 6a zueinander in der Beschichteranordnung 1 angeordnet werden. Dieser Abstand 6a liegt, betrachtet von der Mittelachse eines Mittels zur Mittelachse des benachbarten Mittels, in einem Bereich zwischen 10 mm und 150 mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 40 mm und 100 mm. Dieser Abstand 6a ist durch die technische Ausführung bedingt (Aufträgerart, Glättungsart, Verdichtungsart) und wird so klein wie möglich ausgeführt, um den dadurch zusätzlichen Verfahrweg so gering wie möglich zu halten. Für den Abstand 6b zwischen dem Mittel 3 und dem nur in Figur 1 gezeigten Mittel 15 können die gleichen Maßbereiche wie für den Abstand 6a gelten. In einer besonderen Ausführung ist es vorgesehen, dass der Abstand 6a zwischen dem Mittel 2a und dem Mittel 3a im laufenden Betrieb des 3D-Druckers verstellt werden kann. Derart kann beispielsweise eine Anpassung an verschiedene Druckgeschwindigkeiten sowie Druckqualitäten erreicht werden und auf besondere physikalische Prozessparameter, wie beispielsweise das Fluidverhalten des partikelförmigen Baumaterials 10 oder die Ruhezeit des mit partikelförmigem Baumaterial 10 bedruckten Raumes, eingegangen werden. In the embodiment of FIG. 2, too, the means 2a and 3a can be arranged in the application arrangement 1 at an adjustable distance 6a from one another. This distance 6a, viewed from the central axis of one means to the central axis of the adjacent means, lies in a range between 10 mm and 150 mm, in particular in a range between 40 mm and 100 mm. This distance 6a is due to the technical design (type of application, type of smoothing, type of compaction) and is made as small as possible in order to keep the additional travel path as short as possible. For the distance 6b between the means 3 and the means 15 shown only in FIG. 1, the same dimensional ranges can apply as for the distance 6a. In a special embodiment it is provided that the distance 6a between the means 2a and the means 3a can be adjusted while the 3D printer is in operation. In this way, for example, an adaptation to different printing speeds and printing qualities can be achieved and special physical process parameters such as the fluid behavior of the particulate building material 10 or the idle time of the space printed with particulate building material 10 can be addressed.
Weiterhin ist es in der Figur 2 beispielhaft vorgesehen, dass auch eine Baugrup pe 4c mit einem Mittel 2b, welches ebenfalls als eine Walze ausgeführt ist, und eine Baugruppe 4d mit einem Mittel 3b, welches ebenfalls als eine Klinge ausgeführt ist, angeordnet wird. Furthermore, it is provided as an example in FIG. 2 that an assembly 4c with a means 2b, which is also designed as a roller, and an assembly 4d with a means 3b, which is also designed as a blade, is arranged.
In dieser Ausführung ist auch der Abstand 6a zwischen dem Mittel 2b und dem Mittel 3b einstellbar. Darüber hinaus kann auch der in der Figur 2 nicht einge zeichnete Abstand zwischen der ersten Beschichterteilanordnung 1a und der zweiten Beschichterteilanordnung 1b frei wählbar eingestellt werden. Der Abstand zwischen den Beschichterteilanordnungen 1a und 1b bestimmt somit den Abstand zwischen den Mitteln 3a und 2b. In this embodiment, the distance 6a between the means 2b and the means 3b is also adjustable. In addition, the distance, not shown in FIG. 2, between the first coater sub-arrangement 1a and the second coater sub-arrangement 1b can be freely selected. The distance between the coater sub-assemblies 1a and 1b thus determines the distance between the means 3a and 2b.
Eine derartige Beschichteranordnung 1, bestehend aus einer ersten Beschichter teilanordnung 1a und einer zweiten Beschichterteilanordnung 1b, ermöglicht eine Erzeugung einer aus zwei Teilschichten bestehenden Schicht 11 des partikelförmigen Baumaterials 10, welches in der Figur 2 nicht dargestellt ist. Eine Beschränkung der Erfindung auf nur eine erste Beschichterteilanordnung 1a in Ver bindung mit einer zweiten Beschichterteilanordnung 1b besteht nicht. Werden beispielsweise drei Beschichterteilanordnungen 1a, 1b und 1c in einer Beschichteranordnung 1 angeordnet, kann eine Erzeugung einer aus drei Teilschichten bestehenden Schicht 11 des partikelförmigen Baumaterials 10 erfolgen. Such a coater arrangement 1, consisting of a first coater subassembly 1a and a second coater subassembly 1b, enables a layer 11 of the particulate building material 10, which is not shown in FIG. 2, to be produced, which consists of two sublayers. There is no restriction of the invention to only a first application subassembly 1a in connection with a second application subassembly 1b. If, for example, three coater subassemblies 1a, 1b and 1c are arranged in a coater arrangement 1, a layer 11 of the particulate building material 10 consisting of three sublayers can be produced.
In der Figur 3 ist eine perspektivische und beispielhafte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 1 bzw. die Beschichteranordnung 1 von unten mit einem Mittel 2a zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial 10 und mehreren räumlich getrennt zum Mittel 2a angeordneten Mitteln 3a, 3b und 3c zum Glätten des partikelförmigen Baumaterials 10 dargestellt. In der Figur 4 ist zum besseren Verständnis eine weitere Darstellung der Anordnung aus Figur 3 gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung kann sich somit auf beide Figuren 3 und 4 beziehen. FIG. 3 shows a perspective and exemplary representation of the arrangement 1 according to the invention or the application arrangement 1 from below with a means 2a for applying particulate building material 10 and several means 3a, 3b and 3c, spatially separated from the means 2a, for smoothing the particulate building material 10 shown. In FIG. 4, a further illustration of the arrangement from FIG. 3 is shown for better understanding. The following description can therefore relate to both FIGS. 3 and 4.
Hierbei ist das Mittel 2a in der ersten Baugruppe 4a angeordnet. Das Mittel 3a ist in der Baugruppe 4b, das Mittel 3b ist in der Baugruppe 4d und das Mittel 3c in der Baugruppe 4e angeordnet. Wie bereits zur Figur 2 ausgeführt, weist jede Baugruppe 4a, 4b, 4d und 4e weiter Bestandteile wie Halteelemente, Antriebe, Sensoren, Aktoren und andere mehr auf, welche hier nicht näher erläutert werden. In this case, the means 2a is arranged in the first assembly 4a. The means 3a is arranged in the assembly 4b, the means 3b is arranged in the assembly 4d and the means 3c in the assembly 4e. As already stated for FIG. 2, each assembly 4a, 4b, 4d and 4e has further components such as holding elements, drives, sensors, actuators and others, which are not explained in more detail here.
Das Mittel 2a in der ersten Baugruppe 4a ist beispielsweise als eine Walze ausgeführt, über welche das partikelförmige Baumaterial 10 auf das Baufeld 5 gleichmäßig aufgebracht wird, während sich die Beschichteranordnung 1 gleichmäßig über das Baufeld 5 in der mittels des linken Pfeils 16 dargestellten Richtung nach links bewegt. Derartige Mittel 2a mit einer Walze zum Aufträgen des Baumaterials 10 sind aus dem Stand der Technik bekannt. The means 2a in the first assembly 4a is designed, for example, as a roller, via which the particulate building material 10 is evenly applied to the construction field 5, while the application arrangement 1 moves evenly over the construction field 5 in the direction shown by the left arrow 16 to the left emotional. Such means 2a with a roller for applying the building material 10 are known from the prior art.
Bei dieser Bewegung über das Baufeld 5 ist es vorgesehen, dass die Baugrup pen 4a, 4b, 4d und 4e mit der Beschichteranordnung 1 gleichmäßig und gemeinsam in der gleichen Richtung und in einer gedachten Ebene über das Baufeld 5 verfahren werden, wobei sich die Abstände zwischen den Mitteln 2a, 3a, 3b und 3c und deren Abstände zur Oberfläche des Baufelds 5 während des Verfahrens der Beschichteranordnung 1 über dem Baufeld 5 nicht verändern. During this movement over the construction field 5, it is provided that the assemblies 4a, 4b, 4d and 4e with the application arrangement 1 are moved uniformly and together in the same direction and in an imaginary plane over the construction field 5, the distances between the means 2a, 3a, 3b and 3c and their distances from the surface of the construction field 5 do not change during the movement of the application arrangement 1 over the construction field 5.
Bei einer Bewegung der Beschichteranordnung 1 nach links wird mittels dem in der Baugruppe 4b angeordneten Mittel 3a, welches im Beispiel der Figur 3 und 4 als eine Klinge ausgeführt ist, ein erster Glättungsschritt 7 des auf das Baufeld 5 aufgebrachten partikelförmigen Baumaterials 10 ausgeführt. Im gleichen Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung 1, aber zeitlich nachfolgend, wird mittels der in der Baugruppe 4d angeordneten Klinge 3b ein zweiter Glättungsschritt 8 und mittels der in der Baugruppe 4e angeordneten Klinge 3c ein dritter Glättungsschritt 9 ausgeführt. When the application arrangement 1 moves to the left, a first smoothing step 7 of the particulate construction material 10 applied to the construction field 5 is carried out by means of the means 3a arranged in the assembly 4b, which is designed as a blade in the example in FIGS. 3 and 4. In the same movement process of the application arrangement 1, but following in time, a second smoothing step 8 is carried out by means of the blade 3b arranged in the assembly 4d and a third smoothing step 9 is carried out by means of the blade 3c arranged in the assembly 4e.
Eine Darstellung der in drei Glättungsschritten 7, 8 und 9 aufgeteilten Glättung des partikelförmigen Baumaterials 10 in einem Bewegungsvorgang der Beschich- teranordnung 1 über dem Baufeld 5 ist in der Figur 5 in einer Prinzipdarstellung gezeigt. A representation of the smoothing of the particulate building material 10 divided into three smoothing steps 7, 8 and 9 in a movement process of the coating The arrangement 1 above the construction field 5 is shown in FIG. 5 in a schematic diagram.
Über einem Baufeld 5 ist das partikelförmige Baumaterial 10 dargestellt, welches von einem nicht dargestellten Mittel 2 zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials 10 aufgetragen worden ist. Die drei Mittel 3a, 3b und 3c zum Glätten des partikelförmigen Baumaterials 10 werden zeitgleich und gleichmäßig in der mit dem Pfeil 16 dargestellten Bewegungsrichtung über das Baufeld 5 bewegt. The particulate building material 10, which has been applied by a means 2 (not shown) for applying the particulate building material 10, is shown above a construction field 5. The three means 3a, 3b and 3c for smoothing the particulate building material 10 are moved simultaneously and uniformly in the direction of movement shown by the arrow 16 over the building field 5.
Hierbei wir mit dem Mittel 3a ein erster Glättungsschritt 7, mit dem Mittel 3b ein zweiter Glättungsschritt 8 und mit dem Mittel 3c ein dritter Glättungsschritt 7 ausgeführt, welche in ihrer Summe das aufgetragene und geglättete partikelförmige Baumaterials 10, also eine erfindungsgemäß aufgebrachte in der Figur 5 nicht weiter dargestellte Schicht 11 , bereitstellen. Here, a first smoothing step 7 is carried out with the means 3a, a second smoothing step 8 with the means 3b and a third smoothing step 7 with the means 3c, which in their sum includes the applied and smoothed particulate building material 10, i.e. one applied according to the invention in FIG layer 11, not shown any further.
Hierbei ist es vorgesehen, dass die Mittel 3a, 3b und 3c in einem Winkel 12 zur Senkrechten über dem Baufeld 5 ausgerichtet angeordnet werden. Ein derartiger Winkel 12 bewirkt, dass die Mittel 3a, 3b und 3c nicht nur das Baumaterial 10 glätten, sondern dass auch eine Verdichtung des Baumaterials 10 erfolgt. Dieser Winkel 12 kann in einem Bereich zwischen -80° und +80°, insbesondere in einem Bereich zwischen -20° und +20°, liegen. It is provided here that the means 3a, 3b and 3c are arranged aligned at an angle 12 to the vertical above the construction field 5. Such an angle 12 has the effect that the means 3a, 3b and 3c not only smooth the building material 10, but also that the building material 10 is compacted. This angle 12 can be in a range between -80 ° and + 80 °, in particular in a range between -20 ° and + 20 °.
Vorgesehen ist es auch, dass der Winkel 12 für alle drei Mittel 3a, 3b und 3c gleich groß eingestellt wird. Alternativ ist es möglich, dass für jedes Mittel 3a, 3b und 3c ein anderer Winkel eingestellt werden kann. It is also provided that the angle 12 is set to be the same size for all three means 3a, 3b and 3c. Alternatively, it is possible that a different angle can be set for each means 3a, 3b and 3c.
Hierbei ist es vorgesehen, mit einer Form der Kante der Klinge bzw. des Rakels auf die Verdichtung, das Fließverhalten und die Positionierung des partikelförmigen Baumaterials Einfluss zu nehmen. It is provided here that the shape of the edge of the blade or the squeegee can influence the compaction, the flow behavior and the positioning of the particulate building material.
In der Figur 6 sind zwei erfindungsgemäß räumlich getrennte Beschichterteilanordnungen 1a und 1b mit je einem Mittel 2 zum Aufträgen und einem Mittel 3 zum Glätten von partikelförmigem Baumaterial 10, in einer Blickrichtung von schräg unten, über einem Baufeld 5 dargestellt. FIG. 6 shows two spatially separate coater subassemblies 1a and 1b, each with a means 2 for applying and a means 3 for smoothing particulate building material 10, viewed obliquely from below, above a construction field 5.
Die Beschichterteilanordnung 1a weist eine erste Baugruppe 4a auf, in welcher mindestens ein Mittel 2a zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial 10 an- geordnet ist. Die Beschichterteilanordnung 1a weist auch eine zweite Baugruppe 4b auf, in welcher mindestens ein Mittel 3a zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials 10 angeordnet ist. Im Beispiel der Figur 6 ist das Mittel 2a eine Walze und das Mittel 3a eine Klinge. The application subassembly 1a has a first assembly 4a in which at least one means 2a for applying particulate building material 10 is attached. is ordered. The application subassembly 1a also has a second assembly 4b in which at least one means 3a for smoothing the applied particulate building material 10 is arranged. In the example in FIG. 6, the means 2a is a roller and the means 3a is a blade.
Unmittelbar neben der ersten Beschichterteilanordnung 1a weist die Beschichteranordnung 1 eine weitere Beschichterteilanordnung 1b auf. Die Beschichterteilanordnung 1b weist eine Baugruppe 4c auf, in welcher mindestens ein Mittel 2b zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial 10 angeordnet ist. Die Beschichterteilanordnung 1b weist auch eine weitere Baugruppe 4d auf, in welcher mindestens ein Mittel 3b zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials 10 angeordnet ist. Im Beispiel der Figur 6 ist das Mittel 2b eine Walze und das Mittel 3b eine Klinge. Immediately next to the first application subassembly 1a, the application assembly 1 has a further application subassembly 1b. The application subassembly 1b has an assembly 4c in which at least one means 2b for applying particulate building material 10 is arranged. The application subassembly 1b also has a further assembly 4d in which at least one means 3b for smoothing the applied particulate building material 10 is arranged. In the example in FIG. 6, the means 2b is a roller and the means 3b is a blade.
Die Beschichteranordnung 1 ist über dem Baufeld 5 in den mit den Pfeilen 16 dargestellten Richtungen bewegbar. Die Beschichteranordnung 1 ist darüber hin aus, wie aus dem Stand der Technik bekannt, auch in Ihrem Abstand zum Baufeld 5 bewegbar. Derart kann der Abstand zum Baufeld 5 vergrößert oder verringert werden. The application arrangement 1 can be moved over the construction field 5 in the directions shown by the arrows 16. In addition, as is known from the prior art, the application arrangement 1 can also be moved at a distance from the construction field 5. In this way, the distance from the construction field 5 can be increased or decreased.
Wie üblich, bewegt sich die Beschichteranordnung 1 bei einem kontinuierlichen Aufbau von Schichten 11 kontinuierlich vom Baufeld 5 weg nach oben, wobei die se Bewegung entsprechend gesteuert werden kann. So ist es möglich, die Be schichteranordnung 1 um den gesamten Betrag der Höhe einer erzeugten Schicht 11 vom Baufeld 5 wegzufahren. Ebenso ist es möglich, die Beschichteranordnung 1 nur um einen Teilbetrag der gesamten Höhe einer erzeugten Schicht 11 vom Baufeld 5 wegzubewegen. As usual, with a continuous build-up of layers 11, the application arrangement 1 moves continuously upwards away from the construction field 5, it being possible for this movement to be controlled accordingly. It is thus possible to move the coating arrangement 1 away from the construction field 5 by the entire amount of the height of a layer 11 produced. It is also possible to move the application arrangement 1 away from the construction field 5 by only a portion of the total height of a layer 11 produced.
In dem in der Figur 6 dargestellten Baufeld 5 wurden bereits drei Schichten 11a,In the construction field 5 shown in Figure 6, three layers 11a,
11 b und 11 c erzeugt. Dargestellt ist die Beschichteranordnung 1 in einer in der Figur 6 nach links gerichteten Bewegung. Bei dieser Bewegung wird eine erste Teilschicht 13 mittels der ersten Beschichterteilanordnung 1a erzeugt. Diese Erzeugung der ersten Teilschicht 13 erfolgt derart, dass durch das Mittel 2a einer Walze partikelförmiges Baumaterial 10 auf die zuvor erzeugte Schicht 11c aufgetragen und mittels des Mittels 3a einer Klinge geglättet wird. Im gleichen Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung 1 wird mittels der zweiten Beschichterteilanordnung 1b eine zweite Teilschicht 14 erzeugt. Diese Erzeugung der zweiten Teilschicht 14 erfolgt derart, dass durch das Mittel 2b partikelförmiges Baumaterial 10 auf die zuvor erzeugte erste Teilschicht 13 aufgetragen und mit dem Mittel 3b geglättet wird. 11 b and 11 c generated. The application arrangement 1 is shown in a movement directed to the left in FIG. During this movement, a first partial layer 13 is produced by means of the first coater partial arrangement 1a. This production of the first partial layer 13 takes place in such a way that particulate building material 10 is applied to the previously produced layer 11c by means 2a of a roller and smoothed by means of means 3a of a blade. In the same movement process of the application arrangement 1, a second partial layer 14 is produced by means of the second application sub-arrangement 1b. The second partial layer 14 is produced in such a way that particulate building material 10 is applied to the previously produced first partial layer 13 by the means 2b and smoothed with the means 3b.
Durch die in der Figur 6 dargestellten Beschichteranordnung 1 ist es möglich, in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung 1 über dem Baufeld 5, in der Figur 6 beispielhaft von rechts nach links, mittels der Beschichterteilanordnung 1a oder der Beschichterteilanordnung 1b eine vollständige Schicht 11 des partikelförmigen Baumaterials 10 zu erzeugen. By means of the application arrangement 1 shown in FIG. 6, it is possible, in one movement of the application arrangement 1 over the construction field 5, in FIG. 6 from right to left by way of example, by means of the application subassembly 1a or the application subassembly 1b, a complete layer 11 of the particulate construction material 10 to create.
In einer ersten Alternative kann die Erzeugung einer vollständigen Schicht 11 des partikelförmigen Baumaterials 10 derart erfolgen, dass in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung 1 über dem Baufeld 5 durch die erste Beschichterteilanordnung 1a eine erste Teilschicht 13 und durch die zweite Beschichterteilanordnung 1b eine zweite Teilschicht 14 erzeugt wird. Hierbei setzt sich die vollständige Schicht 11 zu gleichen oder unterschiedlichen Anteilen aus der ersten Teilschicht 13 und der zweiten Teilschicht 14 zusammen. In a first alternative, a complete layer 11 of the particulate building material 10 can be produced in such a way that, in a movement process of the application arrangement 1 above the construction field 5, a first sub-layer 13 is generated through the first application sub-arrangement 1a and a second sub-layer 14 is generated through the second application sub-arrangement 1b . Here, the complete layer 11 is composed of the first partial layer 13 and the second partial layer 14 in equal or different proportions.
In einer anderen Alternative kann die Erzeugung einer vollständige Schicht 11 des partikelförmigen Baumaterials 10 derart erfolgen, dass in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung 1 über dem Baufeld 5 zeitlich zuerst die gesamte Dicke der Schicht 11 mittels der ersten Beschichterteilanordnung 1a erzeugt wird, wobei ein erstes partikelförmiges Baumaterial 10a verwendet wird und dass nachfolgend mittels der zweiten Beschichterteilanordnung 1b eine vollständige Dicke der Schicht 11 erzeugt wird, wobei ein zweites partikelförmiges Baumaterial 10b verwendet wird. Dieser Vorgang ist in der Figur 6 in der bereits erzeugten Schicht 11a dargestellt. Dieser Vorgang kann sich beliebig oft mit wechselndem partikelförmigen Baumaterial 10a und 10b wiederholen. Für den Fall, dass die Beschichteranordnung 1 beispielsweise drei Beschichterteilanordnungen 1a, 1b und 1c aufweist, ist es möglich, die Erzeugung der Schicht 11 mittels drei verschiedener partikelförmiger Baumaterialien 10a, 10b und 10 c zu gestalten. So ermöglicht die erfindungsgemäße Beschichteranordnung 1 eine Erzeugung der Schicht 11 sowohl mittels verschiedener partikelförmiger Baumaterialien 10 als auch eine Erzeugung der Schicht 11 mittel mehrerer Teilschichten 13, 14 in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung 1 über dem Baufeld 5, wobei eine Einschränkung auf nur zwei Teilschichten nicht vorgesehen ist. In another alternative, a complete layer 11 of the particulate building material 10 can be generated in such a way that, in one movement process of the application arrangement 1 over the construction field 5, the entire thickness of the layer 11 is first generated by means of the first application subassembly 1a, with a first particulate building material 10a is used and that subsequently a complete thickness of the layer 11 is produced by means of the second coater subassembly 1b, a second particulate building material 10b being used. This process is shown in FIG. 6 in the layer 11a that has already been produced. This process can be repeated any number of times with alternating particulate building material 10a and 10b. In the event that the application arrangement 1 has, for example, three application subassemblies 1a, 1b and 1c, it is possible to create the layer 11 using three different particulate building materials 10a, 10b and 10c. Thus, the application arrangement 1 according to the invention enables the layer 11 to be generated both by means of various particulate building materials 10 and the layer 11 to be generated by means of several sub-layers 13, 14 in one movement of the application arrangement 1 over the construction field 5, although there is no restriction to only two sub-layers is.
Ein Teil der sich mit der Beschichteranordnung 1 ergebenden Möglichkeiten bei der Erzeugung der Schicht 11 ist in der Figur 6 in den Schichten11a, 1b und 11c dargestellt. Some of the possibilities resulting from the application arrangement 1 in the production of the layer 11 are shown in the layers 11a, 1b and 11c in FIG.
In jeder der dargestellten Ausführungsformen der Erfindung kann es vorgesehen werden, dass neben dem Mittel 2 zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials 10 auf ein Baufeld 5 und dem Mittel 3 zum Glätten des aufgetragenen partikel förmigen Baumaterials 10 ein weiteres Mittel zum Verdichten 15 des partikelför migen Baumaterials 10 angeordnet ist. In each of the illustrated embodiments of the invention, it can be provided that in addition to the means 2 for applying the particulate building material 10 to a construction field 5 and the means 3 for smoothing the applied particulate building material 10, a further means for compacting 15 the particulate building material 10 is arranged.
Liste der verwendeten Bezugszeichen List of the reference symbols used
1, 1a, 1b . 1n Anordnung zum Erzeugen einer Schicht eines partikelförmigen Baumaterials in einem 3D-Drucker / Beschichteranordnung / Beschichterteilanordnung 1, 1a, 1b. 1n arrangement for producing a layer of a particulate building material in a 3D printer / coater assembly / coater subassembly
2, 2a, 2b, ... , 2n Mittel zum Aufträgen von partikelförmigem Baumaterial / Walze 2, 2a, 2b, ..., 2n means for applying particulate building material / roller
3, 3a, 3b, ..., 3n Mittel zum Glätten von partikelförmigem Baumaterial /3, 3a, 3b, ..., 3n means for smoothing particulate building material /
Klinge blade
4, 4a, 4b . 4n Baugruppe 4, 4a, 4b. 4n assembly
5 Baufeld 5 construction site
6a, 6b Abstand 6a, 6b spacing
7 erster Glättungsschritt 7 first smoothing step
8 zweiter Glättungsschritt 9 dritter Glättungsschritt 8 second smoothing step 9 third smoothing step
10, 10a, 10b .10n partikelförmiges Baumaterial 10, 10a, 10b .10n particulate building material
11 , 11a, 11b, ... ,11 n Schicht aus partikelförmigem Baumaterial 12 Winkel 11, 11a, 11b, ..., 11 n layer of particulate building material 12 angles
13 erste Teilschicht 13 first sub-layer
14 zweite Teilschicht 14 second partial layer
15 Mittel zum Verdichten von partikelförmigem Baumaterial15 means for compacting particulate building material
16 Pfeil 16 arrow

Claims

Patentansprüche Claims
1. Anordnung (1 ) zum Erzeugen einer Schicht (11 ) eines partikelförmigen Baumaterials (10) in einem 3D-Drucker, in welcher mindestens ein Mit tel (2) zum Aufträgen eines partikelförmigem Baumaterials (10) und ein Mittel (3) zum Glätten des partikelförmigen Baumaterials (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der über einem Baufeld (5) verfahrba ren Anordnung (1) eine erste Baugruppe (4a) mit einem Mittel (2) zum Auf trägen des partikelförmigen Baumaterials (10) auf ein Baufeld (5) und eine zweite Baugruppe (4b), welche technisch getrennt und räumlich zu der ersten Baugruppe (4a) beabstandet in der Anordnung (1) angeordnet ist, mit einem Mittel (3) zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials (10) angeordnet ist. 1. Arrangement (1) for producing a layer (11) of a particulate building material (10) in a 3D printer, in which at least one means (2) for applying a particulate building material (10) and a means (3) for smoothing of the particulate building material (10) is arranged, characterized in that a first assembly (4a) with a means (2) for applying the particulate building material (10) to a Construction field (5) and a second assembly (4b), which is technically separated and spatially spaced from the first assembly (4a) in the arrangement (1), with a means (3) for smoothing the applied particulate building material (10) is.
2. Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anordnung (1) mindestens eine weitere Baugruppe (4d) mit einem Mit tel (3b) zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials (10) angeordnet ist. 2. Arrangement (1) according to claim 1, characterized in that in the arrangement (1) at least one further assembly (4d) is arranged with a with tel (3b) for smoothing the applied particulate building material (10).
3. Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anordnung (1) mindestens eine weitere Baugruppe (4c) mit einem Mittel (2b) zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials (10) auf das Baufeld (5) und eine weitere Baugruppe (4d) mit einem Mittel (3b) zum Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials (10) angeordnet sind.3. Arrangement (1) according to claim 1, characterized in that in the arrangement (1) at least one further assembly (4c) with a means (2b) for applying the particulate building material (10) to the construction field (5) and another Assembly (4d) with a means (3b) for smoothing the applied particulate building material (10) are arranged.
4. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (2) zum Aufträgen des partikelförmigen Baumaterials (10) auf ein Baufeld (5) eine Walze ist. 4. Arrangement (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the means (2) for applying the particulate building material (10) to a construction field (5) is a roller.
5. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (3) zum Glätten des partikelförmigen Baumaterials (10) eine Klinge ist. 5. Arrangement (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means (3) for smoothing the particulate building material (10) is a blade.
6. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (2) in einem Abstand (6a) vom Mittel (3) in der Anordnung (1) angeordnet ist. 6. Arrangement (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the means (2) is arranged at a distance (6a) from the means (3) in the arrangement (1).
7. Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anordnung (1) eine weitere Baugruppe (4) mit einem Mit tel zum Verdichten (15) des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials (10) angeordnet ist. 7. Arrangement (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the arrangement (1) a further assembly (4) with a means for compressing (15) of the applied particulate building material (10) is arranged.
8. Verfahren zum Erzeugen einer Schicht (11) eines partikelförmigen Baumaterials (10) in einem 3D-Drucker, bei welchem zur Erzeugung der Schicht (11) ein partikelförmiges Baumaterial (10) aufgetragen, geglättet und verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt mittels einer über einem Baufeld (5) bereitgestellten und über diesem Baufeld (5) verfahrbaren Beschichteranordnung (1) das parti kelförmige Baumaterial (10) auf dem Baufeld (5) aufgetragen wird und dass in einem dem ersten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgendem und von diesem unabhängigen zweiten Verfahrensschritt ein Glätten des aufgetragenem partikelförmigen Baumaterials (10) erfolgt, wobei der erste und der zweite Verfahrensschritt in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung (1) über dem Baufeld (5) durchgeführt wird. 8. A method for producing a layer (11) of a particulate building material (10) in a 3D printer, in which a particulate building material (10) is applied, smoothed and compacted to produce the layer (11), characterized in that in one First process step by means of a coater arrangement (1) provided over a construction field (5) and movable over this construction field (5), the particulate construction material (10) is applied to the construction field (5) and that in a time following and from the first process step independent second method step, the applied particulate building material (10) is smoothed, the first and the second method step being carried out in one movement process of the application arrangement (1) over the construction field (5).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Verfahrensschritt zur Erzeugung der Schicht (11) in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung (1) über dem Baufeld (5) ein erstes partikelförmiges Baumaterial (10a) und/oder ein zweites partikelförmi ges Baumaterial (10b) auf das Baufeld (5) aufgetragen wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that in the first method step for producing the layer (11) in a movement process of the application arrangement (1) over the construction field (5) a first particulate building material (10a) and / or a second particulate form sat Building material (10b) is applied to the construction field (5).
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Verfahrensschritt zur Erzeugung der Schicht (11) in einem Bewegungsvorgang der Beschichteranordnung (1) über dem Baufeld (5) mindestens eine erste Teilschicht (13) und eine zweite Teilschicht (14) aufgetragen wird. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that in the first method step for producing the layer (11) in a movement process of the application arrangement (1) over the construction field (5) at least one first partial layer (13) and a second partial layer ( 14) is applied.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Verfahrensschritt das Glätten des aufgetragenen partikelförmigen Baumaterials (10) durch mindestens einen ersten Glättungs schritt (7) und einen zweiten Glättungsschritt (8) in einem Bewegungsvor gang der Beschichteranordnung (1) über dem Baufeld (5) erfolgt. 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that in the second process step the smoothing of the applied particulate building material (10) by at least a first smoothing step (7) and a second smoothing step (8) in one movement of the application device (1) takes place above the construction field (5).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem ersten oder zweiten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgendem und von diesem unabhängigen dritten Verfahrensschritt ein Ver dichten des aufgetragenen oder aufgetragenem und geglätteten partikelförmigen Baumaterials (10) erfolgt. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that in a time subsequent to the first or second method step and independent of this third method step, the applied or applied and smoothed particulate building material (10) is compacted.
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