EP4058227A1 - Verfahren und anlage zur rückgewinnung von prozessiertem pulverförmigem aufbaumaterial sowie rückgewinnungseinrichtung und kartusche für eine solche rückgewinnungseinrichtung - Google Patents

Verfahren und anlage zur rückgewinnung von prozessiertem pulverförmigem aufbaumaterial sowie rückgewinnungseinrichtung und kartusche für eine solche rückgewinnungseinrichtung

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EP4058227A1
EP4058227A1 EP20817188.4A EP20817188A EP4058227A1 EP 4058227 A1 EP4058227 A1 EP 4058227A1 EP 20817188 A EP20817188 A EP 20817188A EP 4058227 A1 EP4058227 A1 EP 4058227A1
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EP
European Patent Office
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cartridge
building material
processed
station
building
Prior art date
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Pending
Application number
EP20817188.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Till BLASER
Roman DENISOV
Michael Volk
Bjoern ULLMANN
Stefan Weber
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One Click Metal GmbH
Original Assignee
One Click Metal GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for the recovery of processed, powdery building material as well as a recovery device and a cartridge for the recovery device.
  • DE 20 2013 009 787 U1 discloses a system with a build-up station for the production of workpieces by selective solidification with means of a beam acting on the build-up material.
  • This system also includes an aftertreatment station, which has several successive stations, such as a changing station, a parking station, a rotation station and a removal station for the includes manufactured component.
  • an aftertreatment station which has several successive stations, such as a changing station, a parking station, a rotation station and a removal station for the includes manufactured component.
  • a construction module with the three-dimensional component positioned and manufactured in it is transferred into an overhead arrangement.
  • the non-solidified powder-form building material is fed to a powder recovery device via an outlet.
  • This comprises a circulation line which transfers the powdery construction material from the collecting container to a sieving station and from there feeds it to the construction station via a further circulation line, this circulation line leading into a powder inlet at the construction station.
  • a device and a method for the generative production of components by layer-by-layer connection of powdery building material on a substrate by an acting laser beam is known.
  • the powder to be applied is provided in a cartridge and the powder is applied in layers from the cartridge to the building platform of a building cylinder in order to produce the component.
  • DE 10 2016 014 513 A1 discloses a device for producing a three-dimensional component by selective hardening by means of a beam acting on the powdery building material.
  • This device comprises a first and a second recording device for one cartridge each, which is provided for receiving, storing and / or dispensing the powdery material.
  • These cartridges are arranged on an underside of a floor in a process chamber.
  • a coating unit that can be moved along the floor, the powder can be transferred to the building cylinder, in which the three-dimensional component is built up by selective solidification of the powdery building material.
  • EP 2 921 286 A1 also discloses a device for the production of three-dimensional components by selective solidification by means of a laser beam acting on the building material.
  • a cartridge is positioned on a coating unit, which is moved above a building module for applying the building material in layers.
  • the invention is based on the object of proposing a method and a system for the recovery of a processed powdery build-up material as well as a recovery device and a cartridge for a recovery device, which enables a simplified cycle for the reuse of the processed, powdery build-up material.
  • a method for the recovery of a processed, powdery building material in that a collecting device of a recovery device is provided in a process chamber of a building station and / or in an unpacking chamber of an unpacking station, the recovery device comprising at least one cartridge which is filled with the processed, powdery build-up material collected in the collecting device.
  • the use of cartridges enables a simplified structure for an integrated cycle of a build-up material to prepare the processed, powder-like build-up material and for a new manufacturing process of a three-dimensional component through selective solidification of the processed powder-like build-up material by means of a the building material to provide an effective beam.
  • a cartridge system of the recovery device makes it possible for the operating personnel to minimize contact with the construction material.
  • the reusability of such cartridges enables the recovery device to have a cost-effective design and meets ecological requirements.
  • the cartridge filled with the processed building material is positioned in a sieving station and the building material provided by the at least one cartridge is fed to a sieving device and the processed building material is freed from oversized grain and / or impurities by means of the screening device.
  • Oversized grain is understood to mean powdery building material, the grain size of which is larger than the original grain size of the building material.
  • the oversized grain can be done by baking or fusing several powdery grains.
  • Another preferred embodiment of the method provides that the processed building material is freed of oversized grain and / or impurities in the sieve device by means of an ultrasonic excitation acting on a sieve. This enables the processed building material to be prepared quickly and easily for a subsequent work step.
  • At least one cartridge is filled with the prepared powdery and processed build-up material from the sieve device and the oversized grain and / or the impurities are preferably removed in at least one further cartridge.
  • this enables the cartridge filled with processed and prepared building material to be fed to a powder storage device of the building station for further use.
  • the contaminated or no longer usable powdery build-up material can be filled into the at least one cartridge and disposed of in a simple manner without contaminating the surrounding area, the cartridge then being reusable for the recovery device.
  • the at least one cartridge with the reprocessed, processed building material is preferably positioned in a cartridge receptacle of a powder storage device of the building station.
  • the powder storage device can be used to reliably dispense the powdery building material stored in the at least one cartridge for a subsequent production of the three-dimensional component is carried out in the construction station.
  • the processed build-up material is advantageously transferred from the at least one cartridge into a powder supply funnel, from which the powdery build-up material is preferably fed to the process chamber by means of a metering device.
  • a metering device Depending on the size of the powder storage device, one or more cartridges can be positioned in a respective cartridge holder in order to subsequently transfer a predetermined amount of processed build-up material into the powder storage hopper so that a sufficient amount of processed build-up material and / or fresh powdery build-up material for the subsequently the manufacturing process of the three-dimensional component is provided.
  • a further advantageous embodiment of the method provides that the processed building material is fed to a collecting device both in the building chamber and in the unpacking chamber and the at least one cartridge is filled via the collecting device.
  • a further advantageous embodiment of the method provides that the at least one cartridge is filled with a metering device in the collecting device. This can prevent overflow of the cartridge and contamination of the environment with the processed build-up material.
  • the object on which the invention is based is furthermore provided by a system for the recovery of a processed, pulverulent Gen construction material solved, in which a recovery device has at least one collecting device for a processed, pulverför Miges construction material, which is provided for a renewed supply of the processed construction material in a process chamber for the production of components, wherein the recovery device comprises at least one cartridge which can be arranged on at least one cartridge receptacle and can be filled with the processed building material collected in the collecting device.
  • This at least one cartridge for receiving the processed powdery build-up material enables a flexible configuration for a cycle of the build-up material through a cartridge system.
  • the use of such cartridges enables easy handling.
  • a flexible structure or a flexible arrangement of the system can also be made possible.
  • the process chamber of the assembly station and / or the unpacking chamber of the unpacking station each have a collecting device and the at least one cartridge can be connected to each collecting device in at least one cartridge receptacle.
  • This enables, on the one hand, a high degree of recovery of the processed construction material for reuse.
  • the positioning of the at least one cartridge in the at least one cartridge receptacle prevents the surroundings from being contaminated with the processed build-up material when it is transferred into the at least one cartridge.
  • a screening station is preferably provided in which the at least one cartridge can be fastened in at least one cartridge receptacle and outputs the processed building material to a screening device.
  • the screening station can gradually process the amount of processed building material supplied by the cartridge.
  • the at least one cartridge receptacle in the sieving station is followed by a metering device which dispenses the processed build-up material in a metered manner onto a downstream device.
  • a predefined amount of the processed building material can only be fed to the screening device in order to free the processed building material from oversized grain and / or impurities.
  • an outlet for oversized grain and / or impurities and an outlet for processed, processed building material, each having a cartridge receptacle in which at least one cartridge can be connected, is provided downstream of the sieve device.
  • the construction station has a powder storage device with at least one cartridge receptacle, in which at least one cartridge with processed construction material and / or at least one cartridge with fresh construction material can be inserted.
  • a plurality of cartridge receptacles can preferably be provided in the powder storage device, so that the sufficient amount of powdery build-up material is stored in the powder storage device for a subsequent processing process.
  • a metering device is preferably connected downstream of the powder storage device, by means of which the build-up material can be fed from the at least one cartridge to the process chamber in the build-up station.
  • the construction material is fed to a coating and / or leveling device, which emits a metered layer of powdery construction material when a construction module is passed over once.
  • the excess build-up material dispensed can be removed from the process chamber by the coating and leveling device and transferred to the collecting device.
  • the collecting device has at least one metering device for filling the at least one cartridge with processed build-up material. This makes it possible that the collecting container of the cartridge does not overflow when filling.
  • a further advantageous embodiment of the system provides that the cartridge receptacle has a connection section on which a locking device is provided, by means of which the cartridge positioned on the connection section is releasably fixed.
  • a locking device can be provided in the form of a snap or Clickverrie gelung or a bayonet catch, which enables the cartridge to be released and fixed in the cartridge holder in a simple manner.
  • a motor with an actuating element is provided on the cartridge receptacle, which can be connected to a connection element of the cartridge for controlling the closure flap when the cartridge is inserted into the cartridge receptacle.
  • the cartridge advantageously has a container with an elongated opening for receiving the powdery building material, this elongated opening being controllable with at least one closure element for filling and emptying. This enables the reusability of such cartridges and a cartridge circulation system.
  • a closure flap is provided which extends in a longitudinal center axis of the opening of the container of the cartridge and which has a connection element on one end face and preferably the closure element can be transferred into the open position and closed position by a rotary movement about its longitudinal axis.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a recovery device for processed, powdery build-up material, in which at least one cartridge is provided which can be positioned in a cartridge receptacle for filling and emptying fresh powdery build-up material and / or processed powdery build-up material.
  • This recovery device can be designed as a cartridge system or cartridge circulation system, which enables simple handling. In addition, flexible adaptation to different system concepts is possible.
  • a preferred embodiment of the cartridge of the recovery device provides that the cartridge is releasably fixed by a locking device on a connection section of the cartridge receptacle and a motor with an adjusting element is preferably provided on the cartridge receptacle, through which a closure flap of the cartridge for opening and Closing an opening of the container can be controlled.
  • a simple coupling of the control element on the motor with a connection element of the closure flap when the cartridge is inserted into the cartridge receptacle is advantageously made possible. This enables simplified handling and, subsequently, simple control of the cartridge.
  • Figure 1 is a schematic view from the front of a system for the recovery of processed, pulverförmi gem building material with a building station and an unpacking station,
  • FIG. 2 a perspective view of a cartridge of a recovery device
  • FIG 3 is a schematic sectional view of the cartridge according to Figure 2
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a closure flap of the cartridge according to FIG. 2 in a closed position
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a closure flap of the cartridge according to FIG. 2 in an opening position
  • FIG. 6 shows a perspective view of a cartridge in a cartridge receptacle with an unlocked locking device
  • FIG. 7 shows a perspective view of the cartridge according to FIG. 2 in the cartridge receptacle with a locked locking device
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of the cartridge and the cartridge receptacle according to FIG. 6 in an unlocked position
  • FIG. 9 is a schematically enlarged view of detail A in FIG. 8,
  • FIG. 10 shows a schematic sectional view of the cartridge and cartridge receptacle according to FIG. 7 in a locked position
  • FIG. 11 is a schematically enlarged view of detail B in FIG. 10.
  • FIG. 1 a side view of a system 10 for producing a three-dimensional component 12 by successive consolidation of layers of a powdery building material 14 is shown schematically.
  • This system 10 comprises, for example, a construction station 16 and an unpacking station 18.
  • This construction station 16 and the unpacking station 18 each comprise a housing 19 and are provided separately from one another.
  • this assembly station 16 and the unpacking station 18 can also be provided in a common housing 19 of the position 10.
  • the construction station 16 comprises a beam source 21, for example in the form of a laser source.
  • This beam source 21 emits a beam 22, in particular a laser beam 22, which is fed to a processing head 26 in the process chamber 24 via a beam guide.
  • the beam 22 is directed onto the building material 14 via the processing head 26.
  • This machining head 26 is preferably arranged on a linear axis system 28.
  • This linear axis system 28 is preferably designed as a two-axis system, so that the machining head 26 can be moved in the X / Y plane parallel and above a work surface 31 in the process chamber 24.
  • a construction module 33 is provided in the work surface 31, within which a substrate plate 34 is guided so as to be movable up and down. On this sub stratplatte 34, the three-dimensional component 12 is produced by selective solidification of the powdery building material 14 on.
  • An application and leveling device 36 is preferably provided on the linear axis system 28. This application and leveling device 36 drives over the work surface 31.
  • the powdery building material 14 can be applied to the building module 33 and at the same time the excess building material 14 can be removed by the leveling device from the building module 33 in a collecting device 46.
  • the building material 14 is preferably made of a metal or ceramic powder. Other materials suitable and used for laser melting and / or laser sintering can also be used.
  • the process chamber 24 is preferably hermetically sealed. In order to produce the three-dimensional component 12, this is filled with protective gas or an inert gas in order to avoid oxidation when the building material 14 is melted.
  • the construction station 16 further comprises a powder storage device 41.
  • This powder storage device 41 has a powder storage funnel 42 which is preferably equipped with a fill level sensor in order to detect the stored level of the construction material 14.
  • a predetermined amount of building material 14 is removed from the powder storage hopper 42 via a metering device 43 and fed to the application and leveling device 36 in the process chamber 24.
  • the building material 14 that has not solidified after the exposure process is transferred into a collecting device 46 by means of the application and leveling device 36.
  • This collecting device 46 preferably comprises a collecting funnel 47, the opening of which is integrated in the work surface 31 or lies in the work surface 31.
  • This collecting device 46 feeds the processed building material 14 entered via the application and leveling device 36 to a downstream metering device 43.
  • a cartridge receptacle 49 which is provided for connecting a cartridge 51, is assigned to this collecting device 46.
  • This cartridge 51 comprises a container 52 for receiving building material 14. A predetermined amount of processed building material is transferred into the cartridge 51 via the metering device 43.
  • a storage location 54 for further cartridges 51 can be provided in the housing 19 of the construction station 16. Both filled and empty cartridges 51 can be stored in this storage location 54.
  • the at least one cartridge receptacle 49 and the at least one cartridge 50 form a recovery device 55 for processed building material 14.
  • Processed building material 14 is understood to mean a powdery building material 14 that was fed to the process chamber 24 and was not solidified by the selective solidification by means of the jet 22. This non-solidified powdery build-up material 14 is led out of the process chamber 24 by the application and leveling device 36.
  • a fresh, powdery build-up material 14 is understood to mean a build-up material 14 which is provided for the first time for the production of a three-dimensional component 12 and is supplied to the process chamber 24 for the production process of the three-dimensional component 12.
  • the powder supply device 41 has at least one cartridge receptacle 49, preferably as four cartridge receptacles 49, in each of which Kartu's 51 for dispensing powdery building material 14 can be used.
  • the unpacking station 18 comprises an unpacking chamber 61, in which the construction module 33, which is preferably closed with a cover for removal from the process chamber 24, can be used in order to subsequently empty it in the unpacking station 18.
  • the substrate plate 34 with the component 12 is removed from the building module 33 and cleaned of non-solidified building material 14 in the unpacking chamber 61, for example by means of a rotating / swiveling arrangement 62.
  • the processed building material 14 accumulating in the unpacking chamber 61 on a work surface 31 is transferred to a collecting device 46, which is designed analogously to the collecting device 46 of the building station 16.
  • Processed build-up material 14 is fed to cartridge 51 via metering device 43. This cartridge 51 is provided in the at least one cartridge receptacle 49.
  • openings 63 with a glove engagement can be provided in order to free the component 12 from loose building material 14 and to feed this to the collecting device 46.
  • a suction device for cleaning the component 12 and / or the work surface 31 can also be provided.
  • the cartridge 51 filled with the processed building material 14 is fed to a screening station 66.
  • This screening station 66 can be integrated in the unpacking station 18.
  • the screening station 66 can also be integrated into the construction station 16.
  • the screening station 66 can also be arranged in an isolated and separate manner from the assembly station 16 and the unpacking station 18.
  • the assembly station 16, the unpacking station 18 and the sieve station 66 can also form a common system in a housing 19.
  • the screening station 66 comprises at least one cartridge receptacle 49 for receiving the at least one cartridge 51
  • Processed building material 14 dispensed from a cartridge 51 is preferably fed to a sieve device 67 by means of a metering device 43, in particular a metering screw.
  • This sieve device 67 comprises a sieve 68, which is preferably excited by means of ultrasonic vibrations.
  • the processed, powdery build-up material 14 can be cleaned.
  • a coarse grain or an oversize grain and / or impurities can be retained by the sieve 68 and transferred into an outlet opening 69.
  • This outlet opening 69 is connected to a cartridge receptacle 49 in which the at least one cartridge 51 can be arranged.
  • This further outlet opening 71 opens into at least one cartridge receptacle 49, in which at least one cartridge 51 for receiving the processed and cleaned powdery building material 14 is provided.
  • the at least one cartridge 51 with the processed build-up material 14 is then fed to the powder storage device 41 and fixed in at least one cartridge receptacle 49 for dispensing the build-up material 14.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the cartridge 51
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of the cartridge 51 according to FIG.
  • This cartridge 51 comprises a container 52 for receiving the powdery build-up material 14. Furthermore, the cartridge 51 comprises a cartridge closure 53. An opening 57 is provided in this cartridge closure 53, which is provided as an elongated opening. A closure flap 58, which extends along the longitudinal center axis of the opening 57, can be transferred into a closed position 76 and also into an open position 77 (FIGS. 4 and 5) by means of a connection element 59.
  • FIG. 4 shows a further schematic sectional view of the closure flap 58 for the cartridge 51 in the closed position 76.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of the cartridge closure 53 with the closure flap 58 in an open position 77.
  • This closure flap 58 can be made of metal, aluminum or made of plastic. In the closed position 76, the closure flap 58 engages sealing elements 78 arranged on the side. Such sealing elements 78 can consist of a rubber-elastic material, in particular TPE or of a silicone or the like.
  • a further seal 81 is preferably provided, which is provided for sealing contact with the cartridge receptacle 49 after the cartridge 51 has been positioned on the cartridge receptacle 49.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the cartridge 51 in an placed position on the cartridge receptacle 49 with a locking device 86 in an unlocked position.
  • FIG. 7 shows the locking device 86 in a locked position.
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of the arrangement according to FIG. 6.
  • FIG. 9 shows schematically enlarged detail A in FIG. 8.
  • FIG. 10 shows a schematic sectional view of the arrangement according to FIG. 7.
  • FIG. 11 shows, schematically enlarged, detail B in FIG Figure 10.
  • the cartridge receptacle 49 comprises a connection section 88 which corresponds to the shape of the opening 57 of the cartridge closure 53.
  • the connection section 88 is preferably provided on a bellows 89 or an elastically flexible connecting element. This bellows 89 or the elastic connecting element engages the connection section 88 opposite to the application device 46, the metering device 43, the outlet openings 69, 71 and the powder storage funnel 42 or the like.
  • a motor 93 with a control element 94 is also provided on the cartridge receptacle 49. The control element 94 engages when the cartridge 51 is placed in the cartridge receptacle 49 on the connection element 59 in order to open and close the closure flap 58.
  • the locking device 86 comprises an actuating lever 91 which is connected to a locking mechanism which engages the cartridge closure 53 and fixes the cartridge closure 53 to the connection section 88 in a defined position. This is shown in detail B in FIG.
  • connection section 88 is drawn into the opening 57 of the cartridge closure 53 by the locking mechanism of the locking device 86.
  • the connection section 88 which is designed to run conically on its outside, engages in the opening 57 and rests on a shoulder 90 of the opening 57. This results in a defined arrangement and positioning of the connection section 88 in the opening 57, so that no build-up material can escape when the container 52 of the cartridge 51 is filled and emptied.
  • the cartridge circulation system of the recovery device 55 is described in more detail below with reference to FIG.
  • the processed build-up material 14 reaches the cartridge 51 via the metering device 43.
  • This cartridge 51 is transferred into the sieve device 67.
  • the build-up material 14 located in the cartridge 51 can be fed to the sieving station 66 via a metering device 43.
  • the build-up material 14 freed from oversized grain and / or impurities is in turn collected in a cartridge 51, which is inserted into the cartridge receptacle 49 of the powder storage device 41 for reuse of the processed build-up material 14.
  • An analogous procedure is for the unconsolidated and process Sized building material 14 is provided in the unpacking station 18.
  • the processed building material 14 is transferred from the unpacking chamber 61 to the catching device 46 and taken from a cartridge 51. This in turn is fed to the screening device 67 in order to clean the processed building material 14.
  • the building material 14 cleaned by the Siebeinrich device 67 is picked up by a cartridge 51 and then fed to the cartridge receptacle 49 in the powder storage device 41 of the building station 16 for further feeding into the process chamber 24.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anlage zur Rückgewinnung von einem prozessierten, pulverförmigen Aufbaumaterial (14) in einer Anlage (10) zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (12) durch selektives Festigen des Aufbaumaterials (14) mittels eines auf das Aufbaumaterial (14) gerichteten Strahls (22), bei dem in einer Aufbaustation (16), welche eine Prozesskammer (24) umfasst, das Bauteil (12) auf einer Substratplatte (34) in einem Baumodul (33) durch schichtweises Verfestigen des Aufbaumaterials (14) hergestellt wird, und/oder bei dem in einer Auspackstation (18), welche eine Auspackkammer (61) umfasst, das in dem Baumodul (33) hergestellte Bauteil (12) aus dem Baumodul (33) entfernt und das prozessierte, nicht verfestigte Aufbaumaterial (14) von dem Bauteil (12) entfernt wird, bei dem mit einer Rückgewinnungseinrichtung (55) das prozessierte Aufbaumaterial (14) in einer Auffangvorrichtung (46) gesammelt wird und für eine weitere Zuführung in die Prozesskammer (24) zur Herstellung von weiteren Bauteilen (12) bereitgestellt wird, wobei die Rückgewinnungseinrichtung (55) zumindest eine Kartusche (51) umfasst, welche mit dem in der Auftragsvorrichtung (46) gesammelten prozessierten Aufbaumaterial (14) gefüllt wird.

Description

Verfahren und Anlage zur Rückgewinnung von prozessiertem pulverförmigem Aufbaumaterial sowie Rückgewinnungseinrichtung und Kartusche für eine solche Rückgewinnungseinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Rückgewinnung von prozessiertem, pulverförmigem Aufbaumaterial sowie eine Rückge winnungseinrichtung und eine Kartusche für die Rückgewinnungseinrich tung.
Die DE 20 2013 009 787 Ul offenbart eine Anlage mit einer Aufbausta tion zur Herstellung von Werkstücken durch selektives Verfestigen mit tels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Strahles. Diese Anlage umfasst des Weiteren eine Nachbehandlungsstation, welche mehrere aufeinanderfolgende Stationen, wie beispielsweise eine Wechselstation, eine Parkstation, eine Rotationsstation und eine Entnahmestation für das hergestellte Bauteil umfasst. In der Rotationsstation wird ein Baumodul mit dem darin positionierten und hergestellten dreidimensionalen Bauteil in eine Über-Kopf-Anordnung übergeführt. Das nicht verfestigte pulver förmige Aufbaumaterial wird über einen Auslass einer Pulverrückgewin nungsvorrichtung zugeführt. Diese umfasst eine Kreislaufleitung, welche das pulverförmige Ausbaumaterial aus dem Sammelbehälter in eine Siebstation überführt und von dort aus über eine weitere Kreislaufleitung der Aufbaustation zuführt, wobei diese Kreislaufleitung in einen Pulver einlass an der Aufbaustation führt.
Aus der DE 10 2014 221 222 Al ist eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur generativen Herstellung von Bauteilen durch schichtweises Verbin den von pulverförmigem Aufbaumaterial auf einem Substrat durch einen einwirkenden Laserstrahl bekannt. Das aufzubringende Pulver wird in ei ner Patrone bereitgestellt und aus der Patrone wird schichtweise das Pul ver auf die Bauplattform eines Bauzylinders aufgebracht, um das Bauteil herzustellen.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2016 014 513 Al eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils durch selektives Verfesti gen mittels eines auf das pulverförmige Aufbaumaterial einwirkenden Strahles bekannt. Diese Vorrichtung umfasst eine erste und zweite Auf nahmevorrichtung für jeweils eine Kartusche, welche zur Aufnahme, Speicherung und/oder Ausgabe des pulverförmigen Materials vorgesehen ist. Diese Kartuschen sind an einer Unterseite eines Bodens in einer Pro zesskammer angeordnet. Mittels einer entlang dem Boden verfahrbaren Beschichtungseinheit kann das Pulver zum Bauzylinder übergeführt wer den, in welchem das dreidimensionale Bauteil durch selektives Verfesti gen des pulverförmigen Aufbaumaterials aufgebaut wird.
Aus der EP 2 921 286 Al ist des Weiteren eine Vorrichtung zur Herstel lung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen mit tels eines auf das Aufbaumaterial einwirkenden Laserstrahles bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine Kartusche an einer Be schichtungseinheit positioniert wird, welche oberhalb eines Baumoduls zum schichtweisen Aufbringen des Aufbaumaterials verfahren wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur Rückgewinnung von einem prozessierten pulverförmigen Aufbauma terial sowie eine Rückgewinnungseinrichtung und eine Kartusche für eine Rückgewinnungseinrichtung vorzuschlagen, die einen vereinfachten Kreislauf für die Wiederverwendung des prozessierten, pulverförmigen Aufbaumaterials ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Rückgewinnung von einem prozessierten, pulverförmigen Aufbaumaterial gelöst, indem eine Auf fangvorrichtung einer Rückgewinnungseinrichtung in einer Prozesskam mer einer Aufbaustation und/oder in einer Auspackkammer einer Aus packstation vorgesehen ist, wobei die Rückgewinnungseinrichtung zu mindest eine Kartusche umfasst, welche mit dem in der Auffangvorrich tung gesammelten prozessierten, pulverförmigen Aufbaumaterial befüllt wird. Durch den Einsatz von Kartuschen wird ermöglicht, dass ein ver einfachter Aufbau für einen integrierten Kreislauf eines Aufbaumaterials ermöglicht ist, um das prozessierte, pulverförmige Aufbaumaterial auf zubereiten und für einen erneuten Herstellungsprozess eines dreidimen sionalen Bauteils durch selektives Verfestigen des aufbereiteten pulver förmigen Aufbaumaterials mittels eines auf das Aufbaumaterial ein wirkenden Strahles bereitzustellen. Darüber hinaus kann durch ein sol ches Kartuschensystem der Rückgewinnungseinrichtung ermöglicht wer den, dass für das Bedienpersonal eine Minimierung des Kontaktes mit dem Aufbaumaterial erfolgt. Zudem ermöglicht die Wiederverwertbarkeit solcher Kartuschen der Rückgewinnungseinrichtung eine kostengünstige Ausgestaltung und erfüllt ökologische Ansprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgese hen, dass die mit dem prozessierten Aufbaumaterial gefüllte Kartusche in einer Siebstation positioniert wird und das durch die zumindest eine Kartusche bereitgestellte Aufbaumaterial einer Siebvorrichtung zugeführt wird und das prozessierte Aufbaumaterial mittels der Siebvorrichtung von einem Überkorn und/oder Verunreinigungen befreit wird. Dadurch kann in einfacher Weise nach dem Aufnehmen des prozessierten Aufbau materials in die Kartusche eine Überführung in eine Siebstation erfolgen. Unter Überkorn wird pulverförmiges Aufbaumaterial verstanden, dessen Korngröße größer als die ursprüngliche Korngröße des Aufbaumaterials ist. Das Überkorn kann durch Verbacken oder Verschmelzen von mehre ren pulverförmigen Körnern erfolgen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass in der Siebeinrichtung mittels einer auf ein Sieb einwirkenden Ultraschall anregung das prozessierte Aufbaumaterial von Überkorn und/oder Ver unreinigungen befreit wird. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Aufbereitung des prozessierten Aufbaumaterials für einen nachfolgenden Arbeitsschritt.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest eine Kartusche mit dem aufbereiteten pulverförmigen und prozessierten Aufbaumaterial aus der Siebeinrichtung befüllt wird und vorzugsweise das Überkorn und/oder die Verunreinigungen in zumindest einer weiteren Kartusche abgeführt werden. Dies ermöglicht zum einen, dass die mit prozessier tem und aufbereitetem Aufbaumaterial gefüllte Kartusche zur Weiterver wendung einer Pulvervorratseinrichtung der Aufbaustation zugeführt werden kann. Zum anderen kann das verunreinigte oder nicht mehr ver wendbare pulverförmige Aufbaumaterial in der zumindest einen Kartu sche abgefüllt und in einfacher Weise ohne eine Kontaminierung der Um gebung entsorgt werden, wobei darauffolgend die Kartusche wieder für die Rückgewinnungsvorrichtung einsetzbar ist.
Die zumindest eine Kartusche mit dem aufbereiteten prozessierten Auf baumaterial wird bevorzugt in einer Kartuschenaufnahme einer Pulver vorratseinrichtung der Aufbaustation positioniert. Dadurch kann über die Pulvervorratseinrichtung eine gesicherte Ausgabe des in der zumindest einen Kartusche gespeicherten pulverförmigen Aufbaumaterials für eine nachfolgende Herstellung des dreidimensionalen Bauteils in der Auf baustation erfolgen.
Vorteilhafterweise wird in der Pulvervorratseinrichtung das prozessierte Aufbaumaterial aus der zumindest einen Kartusche in einen Pulvervor ratstrichter übergeführt, aus welchem vorzugsweise mittels einer Dosier vorrichtung das pulverförmige Aufbaumaterial der Prozesskammer zuge führt wird. In Abhängigkeit der Größe der Pulvervorratseinrichtung kön nen ein oder mehrere Kartuschen in einer jeweiligen Kartuschenauf nahme positioniert werden, um darauffolgend eine vorbestimmte Menge an prozessiertem Aufbaumaterial in den Pulvervorratstrichter überzufüh ren, so dass eine hinreichende Menge an prozessiertem Aufbaumaterial und/oder frischem pulverförmigem Aufbaumaterial für den nachfolgen den Herstellungsprozess des dreidimensionalen Bauteils bereitgestellt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das prozessierte Aufbaumaterial sowohl in der Aufbaukammer als auch in der Auspackkammer jeweils einer Auffangvorrichtung zugeführt wird und die zumindest eine Kartusche über die Auffangvorrichtung gefüllt wird. Dadurch kann sowohl das bei der Herstellung des dreidimensiona len Bauteils nicht verfestigte Aufbaumaterial als auch das in der Bau kammer sich befindliche nicht verfestigte Aufbaumaterial, welches in der Auspackstation gesammelt wird, weiterhin in den Kreislauf des Aufbau materials zurückgeführt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die zumindest eine Kartusche mit einer Dosiereinrichtung in der Auffang vorrichtung befüllt wird. Dadurch kann ein Überlaufen der Kartusche und eine Kontamination der Umgebung mit dem prozessierten Aufbaumate rial verhindert werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Anlage zur Rückgewinnung von einem prozessierten, pulverförmi- gen Aufbaumaterial gelöst, bei welchem eine Rückgewinnungseinrich tung zumindest eine Auffangvorrichtung für ein prozessiertes, pulverför miges Aufbaumaterial aufweist, das für eine erneute Zuführung des pro zessierten Aufbaumaterials in eine Prozesskammer zur Herstellung von Bauteilen vorgesehen ist, wobei die Rückgewinnungsvorrichtung zumin dest eine Kartusche umfasst, welche an zumindest einer Kartuschenauf nahme anordenbar ist und mit dem in der Auffangvorrichtung gesam melten prozessierten Aufbaumaterial befüllbar ist. Diese zumindest eine Kartusche zur Aufnahme des prozessierten pulverförmigen Aufbaumate rials ermöglicht eine flexible Ausgestaltung für einen Kreislauf des Auf baumaterials durch ein Kartuschensystem. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von solchen Kartuschen eine einfache Handhabung. Auch kann ein flexibler Aufbau oder eine flexible Anordnung der Anlage er möglicht sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Prozesskammer der Aufbaustation und/oder die Auspackkammer der Auspackstation jeweils eine Auffang vorrichtung aufweisen und an jeder Auffangvorrichtung die zumindest eine Kartusche in zumindest einer Kartuschenaufnahme anschließbar ist. Dadurch wird zum einen ein hoher Rückgewinnungsgrad an prozessier tem Aufbaumaterial für die Wiederverwendung ermöglicht. Zum anderen wird durch das Positionieren der zumindest einen Kartusche in der zu mindest einen Kartuschenaufnahme ein Kontaminieren der Umgebung mit dem prozessierten Aufbaumaterial beim Überführen in die zumindest eine Kartusche verhindert.
Des Weiteren ist bevorzugt eine Siebstation vorgesehen, in welche die zumindest eine Kartusche in zumindest einer Kartuschenaufnahme be festigbar ist und das prozessierte Aufbaumaterial an eine Siebeinrichtung ausgibt. Dadurch kann die Siebstation portionsweise die Menge des durch die Kartusche zugeführten prozessierten Aufbaumaterials nach und nach aufbereiten. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der zumindest einen Kartuschenauf nahme in der Siebstation eine Dosiervorrichtung nachgeschalten ist, wel che das prozessierte Aufbaumaterial dosiert auf eine nachfolgende Sie beinrichtung ausgibt. Dadurch kann eine vordefinierte Menge des pro zessierten Aufbaumaterials nur der Siebeinrichtung zugeführt werden, um das prozessierte Aufbaumaterial von Überkorn und/oder Verunreini gungen zu befreien.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Siebeinrichtung nach geschalten ein Auslass für Überkorn und/oder Verunreinigungen und ein Auslass für aufbereitetes prozessiertes Aufbaumaterial vorgesehen ist, die jeweils eine Kartuschenaufnahme aufweisen, in der zumindest eine Kartusche anschließbar ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Aufbaustation eine Pul vervorratseinrichtung mit zumindest einer Kartuschenaufnahme auf weist, in welche zumindest eine Kartusche mit aufbereitetem prozessier ten Aufbaumaterial und/oder zumindest eine Kartusche mit frischem Aufbaumaterial einsetzbar ist. Bevorzugt können mehrere Kartuschen aufnahmen in der Pulvervorratseinrichtung vorgesehen sein, so dass für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess die hinreichende Menge an pulverförmigem Aufbaumaterial in der Pulvervorratsvorrichtung bevorra tet wird.
Vorzugsweise ist der Pulvervorratseinrichtung eine Dosiervorrichtung nachgeschalten, durch welche das Aufbaumaterial aus der zumindest ei nen Kartusche der Prozesskammer in der Aufbaustation zuführbar ist. Insbesondere wird dabei das Aufbaumaterial einer Beschichtungs und/oder Nivelliereinrichtung zugeführt, die beim einmaligen Überfahren eines Baumoduls eine dosierte Schicht an pulverförmigem Aufbaumate rial ausgibt. Das überschüssig ausgegebene Aufbaumaterial kann durch die Beschichtungs- und Nivelliereinrichtung aus der Prozesskammer ab geführt und in die Auffangvorrichtung übergeführt werden. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Auffangvorrichtung zu mindest eine Dosiervorrichtung zum Befüllen der zumindest einen Kartu sche mit prozessiertem Aufbaumaterial aufweist. Dies ermöglicht, dass der Sammelbehälter der Kartusche bei Befüllen nicht überläuft.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Anlage sieht vor, dass die Kartuschenaufnahme einen Anschlussabschnitt aufweist, an dem eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, durch welche die an den An schlussabschnitt positionierte Kartusche lösbar fixiert ist. Eine solche Verriegelungsvorrichtung kann in Form einer Schnapp- oder Clickverrie gelung oder eines Bajonettverschlusses vorgesehen sein, der in einfa cher Weise ein Lösen und Fixieren der Kartusche in der Kartuschenauf nahme ermöglicht.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass an der Kartuschenauf nahme ein Motor mit einem Stellelement vorgesehen ist, welches mit ei nem Anschlusselement der Kartusche zur Ansteuerung der Verschluss klappe beim Einsetzen der Kartusche in die Kartuschenaufnahme ver bindbar ist. Dadurch kann nach dem Einsetzen der Kartusche in die Kar tuschenaufnahme durch die Maschinensteuerung der Anlage eine An steuerung der Kartusche zum Öffnen des Verschlusses im Behälter vor gesehen sein, um das Befüllen oder das Entleeren des Behälters mit pul verförmigem Aufbaumaterial anzusteuern.
Die Kartusche weist vorteilhafterweise einen Behälter mit einer längli chen Öffnung zur Aufnahme des pulverförmigen Aufbaumaterials auf, wobei diese längliche Öffnung mit zumindest einem Verschlusselement zum Befüllen und Entleeren ansteuerbar ist. Dadurch wird die Wieder verwendbarkeit solcher Kartuschen sowie ein Kartuschenkreislaufsystem ermöglicht.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass eine sich in einer Längsmittel achse der Öffnung des Behälters der Kartusche erstreckende Verschluss klappe vorgesehen ist, welche an einer Stirnseite ein Anschlusselement aufweist und vorzugsweise das Verschlusselement durch eine Drehbewe gung um dessen Längsachse in die Öffnungsposition und Schließposition überführbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Ansteuerung der Kartu sche zum Öffnen und Schließen des Behälters. Des Weiteren kann ein Öffnen und Schließen angesteuert werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Rückgewinnungseinrichtung für prozessiertes, pulverförmiges Auf baumaterial gelöst, bei welchem zumindest eine Kartusche vorgesehen ist, welche in einer Kartuschenaufnahme zum Befüllen und Entleeren von frischem pulverförmigem Aufbaumaterial und/oder prozessiertem pulver förmigem Aufbaumaterial positionierbar ist. Diese Rückgewinnungsein richtung kann als ein Kartuschensystem oder Kartuschenkreislaufsystem ausgebildet sein, wodurch eine einfache Handhabung ermöglicht ist. Zu dem ist eine flexible Anpassung an unterschiedliche Anlagenkonzepte er möglicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Kartusche der Rückgewinnungs einrichtung sieht vor, dass die Kartusche durch eine Verriegelungsein richtung an einem Anschlussabschnitt der Kartuschenaufnahme lösbar fi xiert ist und vorzugsweise an der Kartuschenaufnahme ein Motor mit ei nem Stellelement vorgesehen ist, durch welches eine Verschlussklappe der Kartusche zum Öffnen und Schließen einer Öffnung des Behälters ansteuerbar ist. Vorteilhafterweise ist eine einfache Kopplung des Steue relementes am Motor mit einem Anschlusselement der Verschlussklappe beim Einsetzen der Kartusche in die Kartuschenaufnahme ermöglicht. Dadurch können eine vereinfachte Handhabung und darauffolgend eine einfache Ansteuerung der Kartusche gegeben sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Kartusche für eine Rückgewinnungseinrichtung gelöst, welche die die Kartusche betreffenden und vorbeschriebenen Merkmale aufweist. Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiter bildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnun gen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Be schreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungs gemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht von vorne auf eine Anlage zur Rückgewinnung von prozessiertem, pulverförmi gem Aufbaumaterial mit einer Aufbaustation und ei ner Auspackstation,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer Kartusche einer Rückgewinnungseinrichtung,
Figur 3 eine schematische Schnittansicht der Kartusche ge mäß Figur 2,
Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Verschluss klappe der Kartusche gemäß Figur 2 in einer Schließ position,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer Verschluss klappe der Kartusche gemäß Figur 2 in einer Öff nungsposition,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer Kartusche in einer Kartuschenaufnahme mit einer nicht verriegelten Verriegelungseinrichtung,
Figur 7 eine perspektivische Ansicht der Kartusche gemäß Figur 2 in der Kartuschenaufnahme mit einer verrie gelten Verriegelungseinrichtung, Figur 8 eine schematische Schnittansicht der Kartusche und der Kartuschenaufnahme gemäß Figur 6 in einer nicht verriegelten Position,
Figur 9 eine schematisch vergrößerte Ansicht des Details A in Figur 8,
Figur 10 eine schematische Schnittansicht der Kartusche und Kartuschenaufnahme gemäß Figur 7 in einer verrie gelten Position, und
Figur 11 eine schematisch vergrößerte Ansicht des Details B in Figur 10.
In Figur 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Anlage 10 zur Her stellung eines dreidimensionalen Bauteils 12 durch ein aufeinanderfol gendes Verfestigen von Schichten eines pulverförmigen Aufbaumaterials 14 dargestellt. Diese Anlage 10 umfasst beispielsweise eine Aufbausta tion 16 sowie eine Auspackstation 18. Diese Aufbaustation 16 und die Auspackstation 18 umfassen jeweils ein Gehäuse 19 und sind getrennt zueinander vorgesehen. Alternativ können diese Aufbaustation 16 und die Auspackstation 18 auch in einem gemeinsamen Gehäuse 19 der An lage 10 vorgesehen sein.
Die Aufbaustation 16 umfasst eine Strahlquelle 21 beispielsweise in Form einer Laserquelle. Diese Strahlquelle 21 gibt einen Strahl 22, ins besondere Laserstrahl 22, ab, der über eine Strahlführung einem Bear beitungskopf 26 in der Prozesskammer 24 zugeführt wird. Der Strahl 22 wird über den Bearbeitungskopf 26 auf das Aufbaumaterial 14 gerichtet. Dieser Bearbeitungskopf 26 ist bevorzugt an einem Linearachsensystem 28 angeordnet. Dieses Linearachsensystem 28 ist bevorzugt als ein zweiachsiges System ausgebildet, so dass der Bearbeitungskopf 26 in der X-/Y-Ebene parallel und oberhalb einer Arbeitsfläche 31 in der Pro zesskammer 24 verfahrbar ist. In der Arbeitsfläche 31 ist ein Baumodul 33 vorgesehen, innerhalb dem eine Substratplatte 34 auf und ab bewegbar geführt ist. Auf dieser Sub stratplatte 34 wird durch selektives Verfestigen des pulverförmigen Auf baumaterials 14 das dreidimensionale Bauteil 12 hergestellt.
An dem Linearachsensystem 28 ist bevorzugt eine Auftrags- und Nivel liereinrichtung 36 vorgesehen. Diese Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 überfährt die Arbeitsfläche 31. Dabei kann zum einen das pulverför mige Aufbaumaterial 14 in das Baumodul 33 aufgebracht werden und gleichzeitig das überschüssig aufgebrachte Aufbaumaterial 14 durch die Nivelliereinrichtung von dem Baumodul 33 in einer Auffangvorrichtung 46 abgeführt werden.
Das Aufbaumaterial 14 besteht bevorzugt aus einem Metall- oder Kera mikpulver. Auch andere für das Laserschmelzen und/oder das Lasersin tern geeignete und verwendete Werkstoffe können eingesetzt werden.
Die Prozesskammer 24 ist bevorzugt hermetisch abgeriegelt. Diese wird zur Herstellung des dreidimensionalen Bauteils 12 mit Schutzgas oder ei nem Inertgas gefüllt, um beim Aufschmelzen des Aufbaumaterials 14 eine Oxidation zu vermeiden.
Die Aufbaustation 16 umfasst des Weiteren eine Pulvervorratseinrich tung 41. Diese Pulvervorratseinrichtung 41 weist einen Pulvervor ratstrichter 42 auf, der vorzugsweise mit einem Füllstandssensor ausge stattet ist, um das bevorratete Niveau des Aufbaumaterials 14 zu erfas sen. Über eine Dosiereinrichtung 43 wird eine vorbestimmte Menge an Aufbaumaterial 14 aus dem Pulvervorratstrichter 42 entnommen und der Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 in der Prozesskammer 24 zuge führt.
Das nach dem Belichtungsprozess nicht verfestigte Aufbaumaterial 14 wird mittels der Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 in eine Auffangvor richtung 46 übergeführt. Diese Auffangvorrichtung 46 umfasst bevorzugt einen Auffangtrichter 47, dessen Öffnung in der Arbeitsfläche 31 inte griert ist bzw. in der Arbeitsfläche 31 liegt. Diese Auffangvorrichtung 46 führt das über die Auftrags- und Nivelliereinrichtung 36 eingetragene prozessierte Aufbaumaterial 14 einer nachgeschalteten Dosiereinrichtung 43 zu.
Dieser Auffangvorrichtung 46 zugeordnet ist eine Kartuschenaufnahme 49 vorgesehen, welche zum Anschluss einer Kartusche 51 vorgesehen ist. Diese Kartusche 51 umfasst einen Behälter 52 zur Aufnahme von Aufbaumaterial 14. Über die Dosiervorrichtung 43 wird eine vorbe stimmte Menge an prozessiertem Aufbaumaterial in die Kartusche 51 übergeführt.
Im Gehäuse 19 der Aufbaustation 16 kann ein Lagerort 54 für weitere Kartuschen 51 vorgesehen sein. In diesem Lagerort 54 können sowohl befüllte als auch leere Kartuschen 51 bevorratet sein.
Die zumindest eine Kartuschenaufnahme 49 und die zumindest eine Kar tusche 50 bilden eine Rückgewinnungseinrichtung 55 für prozessiertes Aufbaumaterial 14.
Unter prozessiertem Aufbaumaterial 14 wird ein solches pulverförmiges Aufbaumaterial 14 verstanden, welches der Prozesskammer 24 zuge führt wurde und durch das selektive Verfestigen mittels des Strahles 22 nicht verfestigt wurde. Dieses nicht verfestigte pulverförmige Aufbauma terial 14 wird aus der Prozesskammer 24 durch die Auftrags- und Nivel liereinrichtung 36 herausgeführt.
Unter einem frischen pulverförmigen Aufbaumaterial 14 wird ein Aufbau material 14 verstanden, welches zum ersten Mal für die Herstellung ei nes dreidimensionalen Bauteils 12 bereitgestellt und der Prozesskammer 24 für den Herstellungsprozess des dreidimensionalen Bauteils 12 zuge führt wird.
Bei der Aufbaustation 16 ist bevorzugt vorgesehen, dass die Pulvervor ratseinrichtung 41 zumindest eine Kartuschenaufnahme 49, vorzugs- weise vier Kartuschenaufnahmen 49, aufweist, in welche jeweils Kartu schen 51 zur Abgabe von pulverförmigem Aufbaumaterial 14 einsetzbar sind.
Die Auspackstation 18 umfasst eine Auspackkammer 61, in welcher das Baumodul 33, das zur Entnahme aus der Prozesskammer 24 bevorzugt mit einem Deckel verschlossen ist, einsetzbar, um diesen darauffolgend in der Auspackstation 18 zu entleeren. Die Substratplatte 34 mit dem Bauteil 12 wird aus dem Baumodul 33 entnommen und beispielsweise über eine Dreh-/Schwenkanordnung 62 in der Auspackkammer 61 von nicht verfestigtem Aufbaumaterial 14 gesäubert. Das in der Auspack kammer 61 auf einer Arbeitsfläche 31 sich ansammelnde prozessierte Aufbaumaterial 14 wird in eine Auffangvorrichtung 46 übergeführt, wel che analog zu der Auffangvorrichtung 46 der Aufbaustation 16 ausgebil det ist. Über die Dosiereinrichtung 43 wird prozessiertes Aufbaumaterial 14 der Kartusche 51 zugeführt. Diese Kartusche 51 ist in der zumindest einen Kartuschenaufnahme 49 vorgesehen.
In der Auspackkammer 61 können Öffnungen 63 mit einem Handschuh eingriff vorgesehen sein, um das Bauteil 12 von losem Aufbaumaterial 14 zu befreien und dieses der Auffangvorrichtung 46 zuzuführen. Auch kann eine Absaugvorrichtung zum Säubern des Bauteils 12 und/oder der Arbeitsfläche 31 vorgesehen sein.
Die mit dem prozessierten Aufbaumaterial 14 befüllte Kartusche 51 wird einer Siebstation 66 zugeführt. Diese Siebstation 66 kann in der Aus packstation 18 integriert sein. Die Siebstation 66 kann auch in der Auf baustation 16 integriert sein. Die Siebstation 66 kann auch isoliert und getrennt zur Aufbaustation 16 und Auspackstation 18 angeordnet sein. Auch kann die Aufbaustation 16, die Auspackstation 18 und die Siebsta tion 66 eine gemeinsame Anlage in einem Gehäuse 19 bilden.
Die Siebstation 66 umfasst zumindest eine Kartuschenaufnahme 49 zur Aufnahme der wenigstens einen Kartusche 51. Das durch die zumindest eine Kartusche 51 abgegebene prozessierte Aufbaumaterial 14 wird be vorzugt mittels einer Dosiereinrichtung 43, insbesondere einer Dosier schnecke einer Siebeinrichtung 67, zugeführt. Diese Siebeinrichtung 67 umfasst ein Sieb 68, welches bevorzugt mittels Ultraschallschwingungen angeregt wird. Dadurch kann das prozessierte, pulverförmige Aufbauma terial 14 gereinigt werden. Beispielsweise kann ein Grobkorn oder ein Überkorn und/oder Verunreinigungen durch das Sieb 68 zurückgehalten und in eine Auslassöffnung 69 übergeführt werden. Diese Auslassöffnung 69 ist mit einer Kartuschenaufnahme 49 verbunden, in welche die zu mindest eine Kartusche 51 anordenbar ist. Das prozessierte, pulverför mige Aufbaumaterial 14, welches frei von Überkorn und/oder Verunreini gungen ist, wird über eine weitere Auslassöffnung 71 abgeführt. Diese weitere Auslassöffnung 71 mündet in zumindest eine Kartuschenauf nahme 49, in welcher zumindest eine Kartusche 51 zur Aufnahme des prozessierten und gereinigten pulverförmigen Aufbaumaterials 14 vorge sehen ist.
Darauffolgend wird die zumindest eine Kartusche 51 mit dem aufbereite ten prozessierten Aufbaumaterial 14 der Pulvervorratsvorrichtung 41 zu geführt und in zumindest einer Kartuschenaufnahme 49 zur Abgabe des Aufbaumaterials 14 fixiert.
In Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht der Kartusche 51 und in Figur 3 eine schematische Schnittansicht der Kartusche 51 gemäß Figur 2 dar gestellt.
Diese Kartusche 51 umfasst einen Behälter 52 zur Aufnahme des pulver förmigen Aufbaumaterials 14. Des Weiteren umfasst die Kartusche 51 ei nen Kartuschenverschluss 53. In diesem Kartuschenverschluss 53 ist eine Öffnung 57 vorgesehen, welche als eine längliche Öffnung vorgese hen ist. Eine Verschlussklappe 58, welche sich entlang der Längsmittel achse der Öffnung 57 erstreckt, kann durch ein Anschlusselement 59 in eine Schließstellung 76 als auch in eine Öffnungsstellung 77 (Figuren 4 und 5) übergeführt werden. In Figur 4 ist eine weitere schematische Schnittansicht der Verschluss klappe 58 für die Kartusche 51 in der Schließstellung 76 dargestellt, Die Figur 5 zeigt eine schematische Schnittansicht des Kartuschenverschlus ses 53 mit der Verschlussklappe 58 in einer Öffnungsstellung 77. Diese Verschlussklappe 58 kann aus Metall, Aluminium oder aus Kunststoff ausgebildet sein. Die Verschlussklappe 58 greift in der Schließstellung 76 an seitlich angeordneten Dichtelementen 78 an. Solche Dichtelemente 78 können aus einem gummielastischen Material, insbesondere TPE oder aus einem Silikon oder dergleichen, bestehen.
An einer Stirnseite der Öffnung 57 des Kartuschenverschlusses 53 ist be vorzugt eine weitere Dichtung 81 vorgesehen, welche zur abdichtenden Anlage an der Kartuschenaufnahme 49 nach dem Positionieren der Kar tusche 51 auf der Kartuschenaufnahme 49 vorgesehen ist.
In Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht der Kartusche 51 in einer auf gesetzten Position auf der Kartuschenaufnahme 49 mit einer Verriege lungseinrichtung 86 in einer nicht verriegelten Position dargestellt. Die Figur 7 zeigt die Verriegelungseinrichtung 86 in einer verriegelten Posi tion.
Die Figur 8 zeigt eine schematische Schnittansicht der Anordnung gemäß Figur 6. Die Figur 9 zeigt schematisch vergrößert das Detail A in Figur 8. Die Figur 10 zeigt eine schematische Schnittansicht der Anordnung ge mäß Figur 7. Die Figur 11 zeigt schematisch vergrößert das Detail B in Figur 10.
Die Kartuschenaufnahme 49 umfasst einen Anschlussabschnitt 88, wel cher in der Form der Öffnung 57 des Kartuschenverschlusses 53 ent spricht. Der Anschlussabschnitt 88 ist bevorzugt an einem Faltenbalg 89 oder einem elastisch nachgiebigen Verbindungselement vorgesehen. Dieser Faltenbalg 89 oder das elastische Verbindungselement greift dem Anschlussabschnitt 88 gegenüberliegend an der Auftragsvorrichtung 46, der Dosiervorrichtung 43, der Auslassöffnungen 69, 71 und dem Pulver vorratstrichter 42 oder dergleichen an. An der Kartuschenaufnahme 49 ist des Weiteren ein Motor 93 mit einem Steuerelement 94 vorgesehen. Das Steuerelement 94 greift beim Aufset zen der Kartusche 51 in die Kartuschenaufnahme 49 an dem Anschluss element 59 ein, um die Verschlussklappe 58 zu öffnen und zu schließen.
Die Verriegelungsvorrichtung 86 umfasst einen Betätigungshebel 91, der mit einem Verriegelungsmechanismus verbunden ist, welcher an dem Kartuschenverschluss 53 angreift und den Kartuschenverschluss 53 zum Anschlussabschnitt 88 in einer definierten Position fixiert. Dies ist im De tail B in Figur 11 dargestellt.
Durch den Verriegelungsmechanismus der Verriegelungsvorrichtung 86 wird der Anschlussabschnitt 88 in die Öffnung 57 des Kartuschenver schlusses 53 eingezogen. Dabei greift der Anschlussabschnitt 88, der an seiner Außenseite konisch verlaufend ausgebildet ist, in die Öffnung 57 ein und liegt an einer Schulter 90 der Öffnung 57 an. Dadurch ist eine definierte Anordnung und Positionierung des Anschlussabschnitts 88 in der Öffnung 57 gegeben, so dass beim Be- und Entfüllen des Behälters 52 der Kartusche 51 kein Aufbaumaterial austreten kann.
Nachfolgend wird anhand von Figur 1 das Kartuschenkreislaufsystem der Rückgewinnungseinrichtung 55 näher beschrieben.
Das in die Prozesskammer 24 eingebrachte Aufbaumaterial 14, welches durch den Laserstrahl nicht verfestigt wurde, wird der Auffangvorrich tung 46 zugeführt. Über die Dosiervorrichtung 43 gelangt das prozes sierte Aufbaumaterial 14 in die Kartusche 51. Diese Kartusche 51 wird in die Siebeinrichtung 67 übergeführt. Das in der Kartusche 51 befindliche Aufbaumaterial 14 kann über eine Dosiervorrichtung 43 der Siebstation 66 zugeführt werden. Das von Überkorn und/oder Verunreinigungen be freite Aufbaumaterial 14 wird wiederum in einer Kartusche 51 gesam melt, welche zur Wiederverwendung des prozessierten Aufbaumaterials 14 in die Kartuschenaufnahme 49 der Pulvervorratseinrichtung 41 einge setzt wird. Ein analoger Ablauf ist für das nicht verfestigte und prozes- sierte Aufbaumaterial 14 in der Auspackstation 18 vorgesehen. Das pro zessierte Aufbaumaterial 14 wird aus der Auspackkammer 61 in die Auf fangvorrichtung 46 übergeführt und von einer Kartusche 51 aufgenom men. Diese wird wiederum der Siebeinrichtung 67 zugeführt, um das prozessierte Aufbaumaterial 14 zu reinigen. Das durch die Siebeinrich tung 67 gereinigte Aufbaumaterial 14 wird durch eine Kartusche 51 auf genommen und darauffolgend der Kartuschenaufnahme 49 in der Pul vervorratseinrichtung 41 der Aufbaustation 16 zur weiteren Zuführung in die Prozesskammer 24 zugeführt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Rückgewinnung von einem prozessierten, pulverför migen Aufbaumaterial (14) in einer Anlage (10) zur Herstellung ei nes dreidimensionalen Bauteils (12) durch selektives Verfestigen des Aufbaumaterials (14) mittels eines auf das Aufbaumaterial (14) gerichteten Strahls (22), bei dem in einer Aufbaustation (16), welche eine Prozesskam mer (24) umfasst, das Bauteil (12) auf einer Substratplatte (34) in einem Baumodul (33) durch schichtweises Verfestigen des Aufbaumaterials (14) hergestellt wird, und/oder bei dem in einer Auspackstation (18), welche eine Auspackkam mer (61) umfasst, das in dem Baumodul (33) hergestellte Bau teil (12) aus dem Baumodul (33) entfernt und das prozessierte, nicht verfestigte Aufbaumaterial (14) von dem Bauteil (12) ent fernt wird, bei dem mit einer Rückgewinnungseinrichtung (55) das prozes sierte Aufbaumaterial (14) in einer Auffangvorrichtung (46) ge sammelt wird und für eine weitere Zuführung in die Prozess kammer (24) zur Herstellung von weiteren Bauteilen (12) be reitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Rückgewinnungseinrichtung (55) zumindest eine Kar tusche (51) umfasst, welche mit dem in der Auftragsvorrichtung (46) gesammelten prozessierten Aufbaumaterial (14) befüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit prozessiertem Aufbaumaterial (14) gefüllte Kartusche (41) in einer Siebstation (66) positioniert wird und dass das durch die zumindest eine Kartusche (51) bereitgestellte prozessierte Aufbaumaterial (14) einer Siebeinrichtung (67) zugeführt wird und das prozessierte Aufbaumaterial (14) mittels der Siebeinrichtung (67) von Überkorn und/oder Verunreinigungen befreit wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Siebeinrichtung (67) mittels einer auf ein Sieb (68) einwirkenden Ultraschallanregung das prozessierte Aufbaumaterial (14) von Überkorn und/oder Verunreinigungen befreit wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kartusche (51) mit aufbereitetem, prozessier tem Aufbaumaterial (14) in der Siebstation (66) befüllt wird und vorzugsweise das Ausschussmaterial in zumindest einer weiteren Kartusche (51) aufgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu mindest eine Kartusche (51) mit aufbereitetem, prozessiertem Auf baumaterial (14) in einer Kartuschenaufnahme (49) einer Pulver vorratseinrichtung (41) der Aufbaustation positioniert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pul vervorratstrichter (42) in der Pulvervorratseinrichtung (41) mit dem prozessierten Aufbaumaterial (14) aus der zumindest einen Kartusche (51) befüllt wird und vorzugsweise das prozessierte Auf baumaterial (14) mittels einer Dosiervorrichtung (43) der Prozess kammer (26) zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das prozessierte Aufbaumaterial (14) in der Aufbaustation (16) und in der Auspackstation (18) jeweils einer Auffangvorrichtung (46) zugeführt wird und die zumindest eine der jeweiligen Auffangvorrichtung (46) zugeordnete Kartusche (51) be füllt wird, welche nach dem Befüllen in die Siebstation (66) überge führt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die zumindest eine Kartusche (51) mit einer Dosiereinrichtung (43) in der Auffangvorrichtung (46) befüllt wird.
9. Anlage zur Rückgewinnung von einem prozessierten, pulverförmi gen Aufbaumaterial (14) zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (12) durch selektives Verfestigen mittels eines auf das Aufbaumaterial (14) einwirkenden Strahles (22) mit einer Aufbaustation (16), welche eine Prozesskammer (24) umfasst, in welcher das Bauteil (12) auf einer Substratplatte (34) in einem Baumodul (33) schichtweise durch selektives Ver festigen des Aufbaumaterials (14) herstellbar ist, und/oder mit einer Auspackstation (18), welche eine Auspackkammer (61) umfasst, in welcher das Bauteil (12) aus dem Baumodul (33) entnehmbar ist und prozessiertes Aufbaumaterial (14) sich von dem Bauteil (12) ablöst, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Rückgewinnungseinrichtung (55) vorgesehen ist, welche zumindest eine Kartusche (51) umfasst, die an zumindest einer Kartuschenaufnahme (49) anordenbar ist und mit dem in der Auffangvorrichtung (46) gesammelten prozessierten Aufbauma terial (14) befüllbar ist.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pro zesskammer (24) und die Auspackkammer (61) jeweils eine Auf fangvorrichtung (46) aufweisen und an jeder Auffangvorrichtung (46) die zumindest eine Kartusche (51) in zumindest einer Kartu schenaufnahme (49) anschließbar ist.
11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (46) zumindest eine Dosiervorrichtung (43) zum Befüllen der zumindest einen Kartusche (51) mit prozessier tem Aufbaumaterial (14) aufweist.
12. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sieb station (66) vorgesehen ist, in welche die zumindest eine Kartusche (51) in der zumindest einen Kartuschenaufnahme (49) befestigbar ist und das prozessierte Aufbaumaterial (14) an eine Siebeinrich tung (67) abgibt.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zumindest einen Kartuschenaufnahme (49) in der Siebstation (66) und der Siebeinrichtung (67) eine Dosiervorrichtung (43) vor gesehen ist.
14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebeinrichtung (67) eine Auslassöffnung (69) für Überkorn und/oder Verunreinigungen aufweist und eine Auslassöffnung (71) für prozessiertes Aufbaumaterial (14) aufweist, welches von Über korn und/oder Verunreinigungen befreit ist und vorzugsweise je weils zumindest eine Kartuschenaufnahme (49) an der Auslassöff nung (69, 71) vorgesehen ist.
15. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeich net, dass die zumindest eine Kartusche (51) mit aufbereitetem, prozessiertem Aufbaumaterial (14) oder mit frischem Aufbaumate rial (14) in zumindest einer Kartuschenaufnahme (49) einer Pulver vorratseinrichtung (41) einsetzbar ist und vorzugsweise über eine Dosiervorrichtung (43) das Aufbaumaterial (14) aus der zumindest einen Kartusche (51) der Prozesskammer (24) zuführbar ist.
16. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumin dest eine Kartuschenaufnahme (49) einen Anschlussabschnitt (88) aufweist, an dem eine Verriegelungseinrichtung (86) vorgesehen ist, durch welche die auf den Anschlussabschnitt (88) positionierte Kartusche (51) fixierbar ist.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeich net, dass an der zumindest einen Kartuschenaufnahme (49) ein Motor (93) mit einem Steuerelement (94) vorgesehen ist, welches mit dem Anschlusselement (59) eines Kartuschenverschlusses (53) der zumindest einen Kartusche (51) beim Einsetzen der Kartusche (51) in die Kartuschenaufnahme (49) verbindbar ist.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeich net, dass die zumindest eine Kartusche (51) einen Behälter (52) mit einer länglichen Öffnung in dem Behälterverschluss (53) auf weist.
19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in der Längsmittelachse der Öffnung (57) des Kartuschenverschlus ses (53) sich erstreckendes Verschlusselement (59) vorgesehen ist, welches an der Stirnseite das Anschlusselement aufweist, durch welches die Verschlussklappe zum Öffnen und Schließen ansteuer bar ist.
20. Rückgewinnungseinrichtung für prozessiertes, pulverförmiges Auf baumaterial (14), welches einer Anlage (10) zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils (12) durch selektives Verfestigen mit tels eines auf das Aufbaumaterial (14) einwirkenden Strahles (22) verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kar tusche (51) vorgesehen ist, welche in zumindest einer Kartuschen aufnahme (49) zum Befüllen und Entleeren von frischem, pulver förmigem Aufbaumaterial (14) oder prozessiertem, pulverförmigem Aufbaumaterial (14) positionierbar ist.
21. Rückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn zeichnet, dass die zumindest eine Kartusche (51) durch eine Ver riegelungseinrichtung (86) an einem Anschlussabschnitt (88) der zumindest einen Kartuschenaufnahme (49) lösbar fixiert ist und vorzugsweise an der zumindest einen Kartuschenaufnahme (49) ein Motor (93) mit einem Steuerelement (94) vorgesehen ist, durch welches eine Verschlussklappe (58) des Kartuschenverschlusses (53) zum Öffnen und Schließen des Behälters (52) ansteuerbar ist.
22. Kartusche für eine Rückgewinnungseinrichtung von einem prozes sierten, pulverförmigen Aufbaumaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (51) die die Kartusche (51) betreffenden Merk male nach einem der Ansprüche 9 bis 19 aufweist.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021119305A1 (de) 2021-07-26 2023-01-26 One Click Metal GmbH Speichereinrichtung für Kartuschenbehälter in einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen
DE102021119307A1 (de) 2021-07-26 2023-01-26 One Click Metal GmbH Anschlussstelle für eine Anlage sowie Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen
DE102021119306A1 (de) 2021-07-26 2023-01-26 One Click Metal GmbH Anschlussvorrichtung zur Aufnahme eines Kartuschenbehälters und zur Positionierung in einer Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen
DE102021119308B3 (de) 2021-07-26 2022-12-29 One Click Metal GmbH Trocknungseinrichtung für ein pulverförmiges Aufbaumaterial sowie Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen
DE102021004708A1 (de) * 2021-09-20 2023-03-23 Volkmann Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und verfahren zum herstellen oder handhaben einer pulvermischung, additives fertigungsverfahren und pulvermischung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004041633A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-02 Fockele, Matthias, Dr. Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern
DE102009005769A1 (de) * 2009-01-23 2010-08-05 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren und System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten
DE202013009787U1 (de) * 2013-11-29 2013-12-16 Slm Solutions Gmbh Anlage mit einer Werkstückerzeugungssektion
JP2015182252A (ja) * 2014-03-20 2015-10-22 日本電子株式会社 ３次元積層造形装置
DE102014221222A1 (de) * 2014-10-20 2016-04-21 MTU Aero Engines AG Pulverpatrone für ein Verfahren und eine Vorrichtung zur generativen Herstellung von Bauteilen sowie entsprechend hergestellte Bauteile
DE102015222689A1 (de) * 2015-11-17 2017-05-18 Realizer Gmbh Formherstellungsvorrichtung zur Herstellung von Formkörpern durch ortsselektives Verfestigen von Werkstoffpulver
FR3057479B1 (fr) * 2016-10-13 2020-07-17 Addup Atelier mobile de fabrication additive multi-enceintes
DE102016121773A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Auspackeinrichtung zum Auspacken eines additiv hergestellten dreidimensionalen Objekts aus dem dieses umgebenden Baumaterial
DE102016014513A1 (de) * 2016-12-07 2018-06-07 NH3Dtec GmbH Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts
US20180281283A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Velo3D, Inc. Material manipulation in three-dimensional printing
US11084099B2 (en) * 2017-12-21 2021-08-10 Delavan Inc. Discrete lot powder management for additive manufacturing
DE102018208652A1 (de) * 2018-05-03 2019-11-07 Realizer Gmbh Laser-Werkzeugmaschine mit Transporteinrichtung
DE202019004297U1 (de) * 2019-10-17 2019-10-29 XAAR 3D LlMlTED Überlaufeinrichtung für eine Vorrichtung zur schichtweisen Herstellung dreidimensionaler Objekte aus Partikelmaterial

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