EP4118042A1 - Verfahren zur herstellung von glasfaserdüsen und glasfaserdüse - Google Patents

Verfahren zur herstellung von glasfaserdüsen und glasfaserdüse

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Publication number
EP4118042A1
EP4118042A1 EP21705920.3A EP21705920A EP4118042A1 EP 4118042 A1 EP4118042 A1 EP 4118042A1 EP 21705920 A EP21705920 A EP 21705920A EP 4118042 A1 EP4118042 A1 EP 4118042A1
Authority
EP
European Patent Office
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base plate
tube
passage
glass
tubes
Prior art date
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Pending
Application number
EP21705920.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sascha SAGER
Jakob Fischer
Stephan Herbst
Stefan Lang
Lisa Meyer
Stefan Vorberg
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.)
Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Publication of EP4118042A1 publication Critical patent/EP4118042A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/083—Nozzles; Bushing nozzle plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/0805—Manufacturing, repairing, or other treatment of bushings, nozzles or bushing nozzle plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/095—Use of materials therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing glass fiber nozzles.
  • the invention also relates to a glass fiber nozzle and a method for producing glass fibers.
  • Glass fiber nozzles for drawing technical glass fibers can be produced by flowing a glass melt through openings in a base plate of a glass tank.
  • a glass fiber nozzle can be welded together from a box-shaped structure with a perforated base plate, with tubes or so-called tips with a cylindrical or conical shape being welded into the holes in the base plate.
  • Certain tube geometries are advantageous here, but in some cases can only be produced with great effort using conventional methods.
  • the glass fiber nozzles are equipped with up to 8,000 tubes (tips). The liquid glass (or the glass melt) runs out through the glass fiber nozzle through these tubes. The cooling of the glass creates solid glass fibers.
  • the tubes have a significant influence on the quality of the glass fibers as well as on the service life of the glass fiber nozzle.
  • US 2016/0312338 A1 discloses a glass fiber nozzle made of a platinum-rhodium alloy, in which a multiplicity of tips are arranged on one side of a base plate (“bushing”).
  • the tips are arranged in a large number of passages through the base plate and extend it.
  • the glass melt can flow out through the passages and the tips for the production of glass fibers.
  • the tips are either welded on or they are made in one piece with the base plate and together with the base plate.
  • the tips should be made of the same material as the base plate.
  • a one-piece production of the base plate with the tips and the passages is complex.
  • the base plate cannot be rolled in such a production in order to achieve stiffening and an improvement in the durability of the base plate.
  • the welded connection represents a weak point in the glass fiber nozzle.
  • all tips have to be laboriously welded individually to the base plate.
  • unwanted changes to the geometry inside the tips can occur, which affect the properties of the glass fibers.
  • the production is very complex. Especially when the tips are to be precisely positioned.
  • the inner shape of the tips is usually very limited due to the material used and the desired material properties. In the case of a one-piece production, a thick base plate can be rolled, the tips (pressed bases) can be shaped and the rear side can then be milled off to a desired thickness.
  • the disadvantage here is a high use of material and the associated high costs.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art.
  • a possibility is to be found of producing and providing a glass fiber nozzle which is as inexpensive as possible and at the same time also allows the implementation of different geometries for the tubes.
  • the glass fiber nozzle must be stable in relation to the glass melt but also in relation to the high temperatures during use. It should be possible to cool the tubes in a controlled manner so that the glass fiber nozzle can be used for as long as possible before it has to be completely replaced or at least repaired.
  • the glass fiber nozzle should be able to produce new glass fibers suitable for special applications.
  • the objects of the invention are achieved by a method for the production of glass fiber nozzles which are provided for the production of glass fibers from a glass melt, the method comprising the steps:
  • the tubes are often referred to as tips on fiberglass nozzles.
  • the at least one tube can therefore at least be a tip.
  • a tube is to be understood as a tube with a general geometry.
  • the tubes are in no way restricted to cylindrical or rotationally symmetrical geometries.
  • the tube can, for example, also have the shape of a torus (donut shape) with an elliptical cross section.
  • the at least one passage in the at least one tube can have a geometry which influences the flow of the glass melt in and through the at least one passage. For example, a rotation of the flowing glass melt can be achieved through the internal shape of the at least one passage.
  • the geometry of the tubes and thus the emerging fibers do not have to be constant over the base plate surface.
  • the shape of the tubes can vary both in terms of size and in terms of shape and geometry.
  • the at least one tube can have a narrowing or widening in the at least one passage.
  • the constriction can then act as a nozzle for ejecting the glass melt to position the glass fiber.
  • the broadening can influence the flow behavior, in particular the flow velocity of the glass melt.
  • the second material is a different material from the first material.
  • a powdery second material or a wire-like second material is preferably used in step B), particularly preferably a powdery second material.
  • the pulverulent second material can preferably have an average grain size of less than 50 ⁇ m. It can be provided that the powdery second material is sieved to limit the particle size, preferably with a sieve of the fraction 200 ⁇ m or smaller, particularly preferably with a sieve of the fraction 100 gm to 50 gm, very particularly preferably with a sieve of the fraction 50 gm.
  • the wire-shaped second material preferably has a diameter of less than 200 gm, preferably less than 50 gm. It can preferably be provided that step C) takes place before step B) or after step B).
  • the base plate can be a sheet, preferably a metallic sheet, particularly preferably a sheet made of a noble metal or a noble metal-based alloy, very particularly preferably a sheet made of platinum or a platinum-based alloy or a platinum-rhodium alloy, especially preferably a sheet made of a PtRh10 alloy.
  • the first material is preferably an oxide-dispersion-hardened platinum (DPH) or an oxide-dispersion-hardened platinum-rhodium alloy, very particularly preferably oxidation-hardened PtRh10.
  • DPH oxide-dispersion-hardened platinum
  • PtRh10 oxide-dispersion-hardened platinum-rhodium alloy
  • the base plate is not made with a laser melting method, a laser sintering method, a
  • Electron beam melting process or an electron beam sintering process is produced.
  • the base plate is not produced using a layered 3D printing method.
  • the base plate can be made particularly stable with respect to the temperature and the chemical environment.
  • step A1) takes place before step A): A1) production of the base plate with a method comprising melt casting and / or rolling, in particular melt casting and subsequent rolling.
  • a particularly stable and high-temperature-resistant base plate can be produced, and at the same time the variability of the printing process can be used for the at least one small tube.
  • a dispersion-strengthened, in particular oxide-dispersion-hardened, metallic material is used as the first material, wherein the first material delimits all surfaces coming into contact with the molten glass.
  • the dispersion-strengthened metallic material used is a dispersion-strengthened noble metal or a dispersion-strengthened noble metal alloy which is dispersion-strengthened with ceramic particles, in particular with ceramic ZrO 2 particles.
  • a platinum or oxide-dispersion-hardened platinum-rhodium alloy is used as the first material with ceramic particles, with oxide particles or with ceramic ZrO2 particles.
  • a dispersion-strengthened PtRhlO alloy is preferably used.
  • the ceramic particles are preferably distributed in the metallic matrix of the first material in order to bring about the solidification of the dispersion.
  • an oxide dispersion strengthened alloy is used as the dispersion strengthened metallic first material.
  • the base plate consists of the first material.
  • the base plate can be manufactured particularly inexpensively.
  • the first material and / or the second material is a metal or a metal alloy, preferably platinum or a platinum-based alloy or a platinum-rhodium alloy, particularly preferably a PtRh10 alloy.
  • a platinum-based alloy is to be understood as an alloy with platinum as the main component. This is preferably understood to mean an alloy with at least 50 atomic percent platinum.
  • step B1) takes place between step A) and step B):
  • step B1) Printing a continuous and / or full-surface coating made of the second material on the side of the base plate, the at least one tube being printed on the continuous and / or full-surface coating of the base plate in step B).
  • Coating can be done using either powder or wire.
  • the base plate can be roughened by the coating, the base plate being roughened at least at the points where the powder for the at least one small tube is intended to adhere.
  • the coating can have a positive effect on the warpage of the base plate when the at least one tube is printed on.
  • a step D) takes place after step B) and after step C): D) Coating the outside of the at least one tube and the side of the base plate on which the at least one tube is printed with a protective layer, in particular with a ceramic protective layer.
  • step B1) takes place before step D), namely printing a continuous or full-surface coating of the second material onto one side of the base plate, with the at least one tube in step B) the continuous or full-surface coating of the base plate is printed on.
  • step B) a tube made of the second material is printed onto one side of the base plate, the tube having at least one passage, and in step C) before step B) or after step B. ) a passage is created in the base plate, the passage through the base plate being connected to at least one of the at least one passage of the tube in such a way that the passage through the base plate with at least one of the at least one passage of the tube has a common and for the glass melt forms a continuous line that leads through the base plate and through the tube.
  • step B) a plurality of tubes made of the second material are printed on one side of the base plate, the tubes each having at least one passage, and in step C) before step B) or after step B) generation several passages takes place in the base plate, the passages through the base plate each being connected to at least one of the at least one passage of one of the tubes in such a way that the passages through the base plate with at least one of the at least one passage of a respective one tube are common and for the Molten glass form continuous lines that lead through the base plate and through the tubes.
  • each of the tubes can be used individually to give off heat, so that the individual tubes heat up less or quickly. This can improve the durability of the fiberglass nozzle.
  • the first material has a higher heat resistance and / or a higher creep resistance than the second material. This ensures that the base plate, which is exposed to the molten glass to a greater extent than the at least one tube, is more chemically stable than the molten glass but is also more stable against the evaporation of constituents from the first material. This will ensure greater durability of the Glass fiber nozzle achieved than if the base plate would also have a lower heat resistance, at the same time the at least one tube can be printed on the base plate in a very variable form with a printing process, even if it has a lower heat resistance as a result.
  • the tubes can have a higher, equal or lower rhodium content than the base plate, so that an optimum can always be found depending on the rhodium price, evaporation rate and stability.
  • Creep also retardation
  • a key figure for creep is the creep rate or Norton exponent (English creep rate and Norton coefficient). At almost constant temperature, the creep rate follows Norton 's creep law.
  • the creep strength describes the maximum stress in order not to exceed a specified creep strain (within a defined time interval). Similarly, the creep rupture strength can be defined as the maximum stress to achieve a specified service life (before breakage occurs).
  • the heat resistance is the strength of a material at elevated temperatures. This means that the strength of the first material at the temperature of the glass melt, in particular at 1400 ° C., is higher than that of the second material.
  • the strength of a material describes the ability to withstand mechanical loads before failure occurs and is specified as mechanical stress (force per cross-sectional area).
  • the failure can be an impermissible deformation, in particular a plastic (permanent) deformation or a break.
  • the strength describes the limit value from which a non-elastic, i.e. irreversible deformation of the material occurs with a defined geometry and load.
  • the mechanical properties can be determined, for example, with a universal testing machine of the Zwick Roell Z100 type from Zwick GmbH & Co. KG.
  • the change in length of the samples of the materials can be recorded using a macro-fine extensometer and the load using a 100 kN load cell. For example, the yield strength
  • Yield strength R P o.2, the tensile strength R m and the elongation at break SB at a
  • Test speed of 3 mm / min at room temperature and / or 1400 ° C can be determined.
  • the evaluation can be carried out, for example, with the testXpert® software from Zwick GmbH & Co. KG.
  • the mechanical properties can be determined, for example, with a universal testing machine of the Zwick Roell Z100 type from Zwick GmbH & Co. KG.
  • the change in length of the samples of the materials can be recorded using a macro-fine extensometer and the load using a 100 kN load cell. For example, the yield point (yield point) R P o.2, the tensile strength R m and the elongation at break SB at a
  • Test speed of 3 mm / min at room temperature and / or 1400 ° C can be determined.
  • the evaluation can be carried out, for example, with the testXpert® software from Zwick GmbH & Co. KG.
  • Oxide-dispersion-hardened platinum (Pt DPH) or oxide-dispersion-hardened platinum-rhodium (PtRh DPH) is preferably used as the first and / or the second material, particularly preferably oxide-dispersion-hardened platinum-rhodium with 10% by weight of Rh and 90% by weight of Pt including production-related impurities (PtRh10 DPH) ).
  • the mechanical high-temperature properties of oxide dispersion hardened platinum (Pt DPH), which is preferably used as the first material, at 1400 ° C are: tensile strength R m 15.6 MPa, yield strength R P o, 2 13.6 MPa, elongation at break A 53% , Creep strength for 10,000 hours 2.5 MPa and creep strength at a creep rate of 10 9 s 1 at 2.4 MPa.
  • the mechanical high-temperature properties of oxide dispersion hardened platinum (PtRh10 DPH) at 1400 ° C are characterized by the tensile strength R m 52 MPa, the yield strength R P o, 240 MPa, the elongation at break A 32%, the creep strength for 10,000 hours 6.8 MPa and the creep strength at a creep rate of 10 -9 s _1 at 8.8 MPa.
  • the first material has a different chemical composition than the second material.
  • the at least one tube is subjected to selective laser melting (SLM), selective laser sintering (SLS), selective electron beam melting (SEBM), laser deposition welding (LMD - “Laser Metal Deposition”), 3D laser plating (DED - “Direct Energy Deposition”) or a selective electron beam sintering (SEBS) is printed on the base plate.
  • SLM selective laser melting
  • SLS selective laser sintering
  • SEBM selective electron beam melting
  • SEBM laser deposition welding
  • DED - “Direct Energy Deposition” 3D laser plating
  • SEBS selective electron beam sintering
  • the at least one tube when the at least one tube is printed on in step B), the following geometric specifications are met: the at least one tube has a change in wall thickness in the axial direction.
  • the wall of the at least one passage has a higher roughness than the surface of the base plate.
  • the at least one tube is printed on in step B), the following geometric specifications are met: the at least one tube is double-walled or multi-walled. Furthermore, it can be provided that the following geometric specifications are met when the at least one tube is printed on in step B): the at least one passage has a narrowing or a widening.
  • the at least one tube is printed in step B): the at least one tube next to the at least one feedthrough channels for fusing or cooling the tube with a fusing medium or cooling medium, the fusing medium or cooling medium can be liquid or gaseous.
  • At least the side of the base plate on which the at least one tube is printed in step B) is cleaned, rolled, sanded, leveled and / or straightened, in particular fine-tuned, before step B) and / or fine-rolled and cleaned. This ensures that the at least one tube, in particular all several tubes, subsequently with a single printing process on the so treated surface of the base plate can be printed or can.
  • the base plate is manufactured with a flat underside, the at least one tube being printed onto the underside in step B).
  • step B) at least three tubes are printed on the base plate and the sequence of the tubes printed one after the other is selected during printing in such a way that mechanical tensioning of the base plate due to local thermal stress during printing is kept low, in particular as a result it is kept to a minimum that no directly adjacent tubes are printed one after the other.
  • the distortion can be compensated by an additional coating or an additional material application by introducing further tensile / compressive stresses.
  • the resulting distortion is recorded optically or capacitively, for example, and an optimal position and quantity (material as well as energy input) for the compensating material application is determined by simulation.
  • tubes can be built up in parallel.
  • the exposure sequence and the build-up sequence are preferably coordinated taking into account the thermally induced warpage.
  • a tube can partially be built up in one layer in order to reduce the thermal gradient.
  • tubes can be built up in parallel on two opposing metal sheets as base plates in order to reduce warpage.
  • step B) the shape of the at least one passage in the at least one tube is selected to be different from a cylindrical geometry or contains a refraction of an otherwise cylindrical geometry, the shape preferably being chosen such that mixing or a twist is brought about on a glass melt flowing through the at least one passage and / or the at least one tube is a plurality of tubes and the leadthroughs of different tubes have different shapes, in particular depending on the position of the tube on the base plate.
  • the method can be used to generate certain desired flow properties of the glass melt flowing through.
  • influences of the position of the tubes for example with regard to their proximity to the walls of a trough of the glass fiber nozzle, can be compensated for by individually adapting the shape of the feedthroughs in order to produce glass fibers that are as uniform as possible.
  • the at least one tube is printed with a widening as a connection to the base plate on the base plate, the enlargement preferably causing an enlargement of the connecting surface between the at least one tube and the base plate.
  • a glass fiber nozzle for producing glass fibers from a glass melt
  • the glass fiber nozzle having a base plate which has a first material or consists of the first material, the first material being chemically resistant to a glass melt and being dispersion strengthened , at least one tube that is printed from a second material, the at least one tube being printed on one side of the base plate, the at least one tube each having at least one feedthrough and the second material being chemically resistant to the glass melt, wherein in the base plate at least one passage is arranged, wherein the at least one passage through the base plate is connected to at least one of the at least one passage of one of the at least one tube in such a way that each of the at least one passage through the base plate with little At least one of the at least one passage of an associated tube of the at least one tube forms a common line that is continuous for the molten glass and leads through the base plate and through the associated tube, the base plate being produced using a different method than the at least one tube.
  • the printed second material does not have to be inserted or imprinted into holes in the base plate. This keeps the amount of the printed second material low, thereby improving the durability of the glass fiber nozzle and at the same time keeping the costs for its production low.
  • the glass fiber nozzle is produced using a method according to the invention.
  • the glass fiber nozzle has the advantages mentioned for the method for its production.
  • the objects on which the present invention is based are also achieved by a method for producing glass fibers from a glass melt with a glass fiber nozzle according to the invention, in which the glass melt passes through the at least one passage in a base plate and through the at least one passage in the at least one onto the base plate printed tube flows and solidifies after flowing out of the at least one tube to at least one glass fiber. Provision can be made for the method to produce a homogenization of the glass melt in the at least one passage, the internal shape of the at least one passage preferably causing the glass melt to be thoroughly mixed.
  • the invention is based on the surprising finding that by printing the at least one tube onto the base plate, it is possible to enable a high degree of variability in the tube geometry, while at the same time using a base plate produced using a different method there is the possibility of placing the base plate on others to optimize physical parameters, for example with regard to the chemical durability of the base plate in relation to the glass melt or with regard to the high temperature resistance of the base plate.
  • only a small amount of the printing medium needs to be consumed compared to if the entire continuous line (s) or even the entire base plate were printed together with the at least one tube would be printed.
  • welding of the at least one tube to the base plate can be avoided and weak points of the glass fiber nozzle at the weld seams can be avoided. Due to the greater roughness of the inner surfaces of the at least one passage of the at least one tube, better mixing of the glass melt when flowing through can be achieved than if the at least one passage had smooth walls.
  • the strength of the floor slab can be maintained by means of a larger load-bearing cross-section by printing directly onto a stable, conventionally manufactured floor slab, with only a minimal welding zone, which has a reduced strength, and with a smaller pre-drilling diameter required in the floor slab.
  • the method according to the invention and the glass fiber nozzle according to the invention also result in advantages compared to completely 3D-printed bushing bases including small tubes (tips).
  • a different method for producing the base plate can be used than 3D printing for the tubes and thus a more stable result can be achieved and / or a more cost-effective production method can be used will.
  • a high-strength, oxide-dispersion-strengthened platinum or a high-strength, oxide-dispersion-strengthened platinum-rhodium alloy can be used for the base plate, which means that the long-term stability of such a bushing is significantly higher than that of fully printed bushing bases. This is because these cannot be printed as oxide dispersion-strengthened platinum variants or platinum-rhodium variants. Shrinkage of the base plate can also be avoided if it is cast and / or rolled, for example.
  • New tube geometries that cannot be produced using conventional methods can be realized. Because the at least one tube is 3D-printed and not produced by machine subtractively (turned, milled), more complex geometries are possible, which have a positive effect on the glass fiber quality and output and which would not be possible with subtractive processes.
  • the present invention therefore proposes a direct 3D printing of the glass fiber tips (the at least one small tube) on a base plate made of a noble metal alloy or of another suitable combination of materials.
  • the base plate can already be perforated, or the holes (of the at least one passage) can be produced after the tips (of the at least one tube) have been printed on.
  • the shape of the tips can be implemented in a geometry desired by the user. Here are different cross-sections, wall thickness profiles, flow-influencing geometries and
  • the tips or tubes can be built onto the base plate (for example a sheet of metal) using any 3D printing process. A measurement may be necessary to enable rework.
  • the base plate can be cleaned, leveled, polished and / or coated, for example.
  • a structured 3D-printed surface inside or outside the at least one tube can be advantageous in order to optimize the component properties in terms of flow mechanics (inside) or to provide the component with an adhesive coating that reduces or completely reduces the evaporation of platinum and / or rhodium prevented.
  • the glass fibers produced with a method according to the invention are technical glass fibers which are suitable for applications such as, for example, glass fiber reinforced plastics, the electronics industry (glass fiber reinforced circuit boards) and the textile industry (refractory fabrics).
  • exemplary embodiments of the invention are explained on the basis of eleven figures, without, however, restricting the invention. It shows:
  • FIG. 1 a schematic perspective view of the underside of a base plate of a glass fiber nozzle according to the invention
  • FIG. 2 a schematic perspective view (FIG. 2 above) and a schematic perspective cross-sectional view (FIG. 2 below) of a printed tube (tip) of a glass fiber nozzle according to the invention;
  • FIG. 3 a schematic perspective cross-sectional view of a third exemplary tube (tip) for a glass fiber nozzle according to the invention
  • FIG. 4 a schematic perspective cross-sectional view of a fourth exemplary tube (tip) for a glass fiber nozzle according to the invention
  • FIG. 5 a schematic perspective cross-sectional view of a fifth exemplary tube (tip) for a glass fiber nozzle according to the invention
  • FIG. 6 a schematic perspective cross-sectional view of a sixth exemplary tube (tip) for a glass fiber nozzle according to the invention
  • FIG. 7 a schematic perspective cross-sectional view of a seventh exemplary tube (tip) for a glass fiber nozzle according to the invention
  • FIG. 8 a schematic perspective cross-sectional view of an eighth exemplary tube (tip) for a glass fiber nozzle according to the invention.
  • FIG. 9 a schematic cross-sectional view of a glass fiber nozzle according to the invention.
  • FIG. 10 a schematic cross-sectional view of a production of a glass fiber nozzle according to the invention.
  • FIG. 11 the sequence of a method according to the invention as a flow chart.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of the underside of a base plate 1 of a glass fiber nozzle according to the invention.
  • a base plate 1 On the underside of the base plate 1, several tubes 2, which are also referred to as tips, can be inserted into two rows can be arranged offset to one another.
  • the tubes 2 can be printed onto the underside of the base plate 1 using a 3D printing process.
  • a metal powder (not shown) can be melted, welded or sintered in layers with the aid of a laser in order to build up the tubes 2 in layers on the base plate 1.
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • the base plate 1 can have a step 3 via which the base plate 1 can be connected to side walls (not shown) (analogous to FIG. 9) in order to form a container for a glass melt (not shown) for a glass fiber nozzle.
  • Each tube 2 can have a continuous passage 4 which extends to the base plate 1.
  • Passages are arranged in the base plate 1 (cannot be seen in FIG. 1).
  • the passages can open into the feedthroughs 4 within the tubes 2.
  • the passages can connect the underside of the base plate 1 to the top side of the base plate 1.
  • the passages can be aligned with the feedthroughs 4 and thus form a common line which is permeable to a glass melt.
  • the glass melt can then flow out of the feed-throughs 4 through the base plate 1 and through the tubes 2. During the subsequent solidification of the glass melt, glass fibers are formed.
  • the base plate 1 itself can consist of an oxide-dispersion-hardened metal or an oxide-dispersion-hardened metal alloy, in particular an oxide-dispersion-hardened platinum or an oxide-dispersion-hardened platinum-rhodium alloy, particularly preferably PtRh10 DPH.
  • ceramic or other oxidic particles can be distributed in the metal or the metal alloy.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a tube 12 which can be printed onto a base plate (not shown in FIG. 2) in order to realize a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the tube 12 is shown completely in a schematic perspective view at the top in FIG. 2 and in a schematic perspective cross-sectional view at the bottom in FIG. 2.
  • a continuous cylindrical passage 14 can be arranged in the tube 12.
  • the side of the tube 12 fastened to the base plate (not shown) can have a widening 15 in the form of a Exhibit foot. The widening 15 enlarges the connection area to the base plate and can thus bring about a more stable connection between the base plate and the tube 12.
  • the tube 12 can have a conical tip 16 on its side opposite the widening 15.
  • the conical tip 16 has the effect that the molten glass can flow out of the feedthrough 14 more evenly.
  • the tube 12 can be printed in layers from a metal powder on a base plate (not shown).
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • several of these tubes 12 are printed on the base plate.
  • a passage can be provided in the base plate for each tube 12 (see FIG. 9).
  • the tube 12 can be positioned or printed on the base plate in such a way that the passage is aligned with the feedthrough 14 and thus both form a common line for the glass melt.
  • FIGS. 3 to 8 Due to the use of a 3D printing process, a wide variety of different shapes and geometries can be used to manufacture tubes.
  • FIGS. 3 to 8 six further exemplary embodiments for small tubes 22, 32, 42, 52, 62, 72 are shown, which are suitable for realizing a glass fiber nozzle according to the invention individually, in large numbers or mixed with one another.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a tube 22 which can be printed onto a base plate, which is not shown in FIG. 3, in order to realize a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the tube 22 is shown in Figure 3 in a schematic perspective cross-sectional view.
  • a through passage 24 can be arranged in the tube 22.
  • the side of the tube 22 fastened to the base plate (not shown) can have a widening 25 in the form of a foot. The widening 25 enlarges the connection area to the base plate and can thus bring about a more stable connection between the base plate and the tube 22.
  • the tube 22 can have a conical tip 26 on its side opposite the widening 25.
  • the conical tip 26 causes the glass to melt can flow out of the implementation 24 more evenly.
  • the passage 24 can be shaped rotationally symmetrically and shaped cylindrically in the area of the widening 25 and the conical tip 26.
  • a circumferential bead-like thickening 27 of the wall of the passage 24 can be arranged in the passage 24.
  • the thickening 27 of the wall leads to a constriction 28 of the passage 24 in the area of the thickening 27.
  • the constriction 28 causes a change in the flow of a glass melt which flows through the passage 24.
  • the constriction 28 can, for example, change the flow velocity as a function of the radius perpendicular to the flow in the glass melt.
  • the glass melt can be mixed directly before it flows out of the conical tip 26 of the tube 22.
  • the tube 22 can be printed in layers on a base plate (not shown) made of a metal powder, in particular a platinum powder or a platinum-rhodium powder, particularly preferably a powder made of PtRhl 0 DPH.
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • several of these tubes 22 are printed on the base plate.
  • a passage can be arranged in the base plate for each tube 22 (see FIG. 9).
  • the tube 22 can be positioned or printed on the base plate in such a way that the passage is aligned with the feed-through 24 and thus both form a common line for the glass melt.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of a tube 32 which can be printed onto a base plate, which is not shown in FIG. 4, in order to realize a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the tube 32 is shown in FIG. 4 in a schematic perspective cross-sectional view.
  • the tube 32 is shown in FIG. 4 in a schematic perspective cross-sectional view.
  • a through passage 34 can be arranged in the tube 32.
  • the side of the tube 32 fastened to the base plate (not shown) can have a widening 35 in the form of a foot. The widening 35 enlarges the connection area to the base plate and can thus bring about a more stable connection between the base plate and the tube 32.
  • the tube 32 can have a conical tip 36 on its side opposite the widening 35.
  • the conical tip 36 causes the glass to melt can flow more evenly from the implementation 34.
  • the passage 34 can be shaped essentially rotationally symmetrically and can be shaped cylindrically in the area of the widening 35 and the conical tip 36.
  • a circumferential, spherical segment-shaped thinning 37 of the wall of the passage 34 can be arranged.
  • the thinning 37 of the wall leads to a widening 38 of the passage 34 in the area of the thinning 37.
  • coiled projecting strips 39 can be arranged on the inside of the wall, which act as a thread to a torque flowing through the passage 34 Causing molten glass
  • the widening 38 and the strips 39 cause a change in the flow of a molten glass which flows through the passage 34.
  • the widening 38 can, for example, change the flow velocity as a function of the radius perpendicular to the flow in the glass melt.
  • the glass melt can be mixed directly before it flows out of the conical tip 36 of the tube 32.
  • the tube 32 can be printed in layers from a metal powder, in particular from a platinum powder or a platinum-rhodium powder, particularly preferably from a powder of PtRhlO DPH, on a base plate (not shown).
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • a plurality of these tubes 32 are preferably printed onto the base plate.
  • a passage can be arranged in the base plate for each tube 32 (see FIG. 9).
  • the tube 32 can be positioned or printed on the base plate in such a way that the passage is aligned with the feed-through 34 and thus both form a common line for the glass melt.
  • FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment of a tube 42 which can be printed onto a base plate, which is not shown in FIG. 5, in order to realize a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the tube 42 is shown in FIG. 5 in a schematic perspective cross-sectional view.
  • a through passage 44 can be arranged in the tube 42.
  • the side of the tube 42 fastened to the base plate (not shown) can have a widening 45 in the form of a foot. The widening 45 increases the connection area to the base plate and can thus bring about a more stable connection between the base plate and the tube 42.
  • the tube 42 can have a conical tip 46 on its side opposite the widening 45.
  • the conical tip 46 has the effect that the molten glass can flow out of the feed-through 44 more evenly.
  • the passage 44 can be shaped rotationally symmetrical and can be shaped cylindrically in the area of the widening 45 and the conical tip 46.
  • a circumferential, spherical segment-shaped thinning 47 of the wall of the passage 44 can be arranged in the passage 44.
  • the thinning 47 of the wall leads to a widening 48 of the passage 44 in the area of the thinning 37.
  • the widening 48 causes a change in the flow of a glass melt flowing through the passage 44.
  • the widening 48 can, for example, change the flow velocity as a function of the radius perpendicular to the flow in the glass melt.
  • the glass melt can be mixed directly before it flows out of the conical tip 46 of the tube 42.
  • the tube 42 can be printed in layers from a metal powder, in particular from a platinum powder or a platinum-rhodium powder, particularly preferably from a powder of PtRhlO DPH, on a base plate (not shown).
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • a plurality of these tubes 42 are preferably printed onto the base plate.
  • a passage can be arranged in the base plate for each tube 42 (see FIG. 9).
  • the tube 42 can be positioned or printed on the base plate in such a way that the passage is aligned with the feedthrough 44 and thus both form a common line for the glass melt.
  • FIG. 6 shows a sixth exemplary embodiment of a tube 52 which can be printed onto a base plate, which is not shown in FIG. 6, in order to realize a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the tube 52 is shown in FIG. 6 in a schematic perspective cross-sectional view.
  • a through passage 54 can be arranged in the tube 52.
  • the side of the tube 52 fastened to the base plate (not shown) can have a widening 55 in the form of a foot. The widening 55 increases the connection area to the base plate and can thus bring about a more stable connection between the base plate and the tube 52.
  • the tube 52 can have a conical tip 56 on its side opposite the widening 55.
  • the conical tip 56 has the effect that the molten glass can flow out of the feedthrough 54 more evenly.
  • the feedthrough 54 can be largely cylindrical and can be completely cylindrical in the area of the widening 55 and the conical tip 56.
  • a core 57 can be arranged in the middle, that is to say on the cylinder axis of the cylindrical passage 54.
  • the core 57 can be held with five webs 58, the webs 58 connecting the core 57 to the inner wall of the passage 54.
  • the webs 58 can protrude from the inner wall of the passage 54 at an angle against the intended flow direction of the glass melt.
  • the core 57 and to a certain extent also the webs 58 cause a change in the flow of a glass melt flowing through the passage 54.
  • the core 57 can, for example, slow down the flow rate of the flow in the glass melt in the middle of the passage 54.
  • the glass melt can be mixed directly before it flows out of the conical tip 56 of the tube 52.
  • the tube 52 can be printed in layers from a metal powder, in particular from a platinum powder or a platinum-rhodium powder, particularly preferably from a powder of PtRh10 DPH, on a base plate (not shown).
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • a plurality of these tubes 52 are preferably printed on the base plate.
  • a passage can be arranged in the base plate for each tube 52 (see FIG. 9).
  • the tube 52 can be positioned or printed on the base plate in such a way that the passage is aligned with the feed-through 54 and thus both form a common line for the glass melt.
  • FIG. 7 shows a seventh exemplary embodiment of a tube 62 which can be printed onto a base plate, which is not shown in FIG. 7, in order to realize a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the tube 62 is shown in Figure 7 in a schematic perspective cross-sectional view.
  • a continuous central Implementation 64 can be arranged in the tube 62.
  • the side of the tube 62 fastened to the base plate (not shown) can have a widening 65 in the form of a foot. The widening 65 increases the connection area to the base plate and can thus produce a more stable connection between the base plate and the tube 62.
  • the tube 62 can have a conical tip 66 on its side opposite the widening 65.
  • the conical tip 66 has the effect that the glass melt can flow more evenly out of the central passage 64.
  • the central passage 64 can be cylindrical in shape.
  • several outer, continuous leadthroughs 67 can be arranged, which open into the central leadthrough 64 via junctions 68 in the area of the conical tip 66.
  • the outer passages 67 can be tubular and preferably cylindrical in certain areas.
  • the central passage 64 can have a larger diameter than the outer passages 67.
  • the glass melt can flow through the central passage 64 and through the outer passages 67 during operation of the glass fiber nozzle.
  • the glass melt can be mixed directly before it flows out of the conical tip 66 of the tube 62.
  • the tube 62 can be printed in layers from a metal powder, in particular from a platinum powder or a platinum-rhodium powder, particularly preferably from a powder of PtRhl 0 DPH, on a base plate (not shown).
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • a plurality of these tubes 62 are preferably printed onto the base plate.
  • a passage can be arranged in the base plate for each tube 62 (see FIG. 9).
  • FIG. 8 shows an eighth exemplary embodiment of a tube 72 which can be printed onto a base plate, which is not shown in FIG. 8, in order to realize a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the tube 72 is shown in FIG. 8 in a schematic perspective cross-sectional view.
  • a through passage 74 can be arranged in the tube 72.
  • the side of the tube 72 fastened to the base plate can have a widening 75 in the form of a foot.
  • the widening 75 enlarges the connection area to the base plate and can thus bring about a more stable connection between the base plate and the tube 72.
  • the tube 72 can have a conical tip 76 on its side opposite the widening 75.
  • the conical tip 76 has the effect that the glass melt can flow out of the passage 74 more evenly.
  • the passage 74 can be shaped in the manner of a thread with a very steep pitch and otherwise be shaped cylindrically.
  • a plurality of circumferential, wound grooves 77 of the wall of the passage 74 can be arranged in the passage 74.
  • the winding grooves 77 can transmit a torque to a glass melt flowing through the passage 74 and thus cause a change in the flow of a glass melt flowing through the passage 74.
  • the glass melt can be mixed directly before it flows out of the conical tip 76 of the tube 72.
  • the tube 72 can be printed in layers from a metal powder, in particular from a platinum powder or a platinum-rhodium powder, particularly preferably from a powder of PtRhl 0 DPH, on a base plate (not shown).
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • a plurality of these tubes 72 are preferably printed onto the base plate.
  • a passage can be arranged in the base plate for each tube 72 (see FIG. 9).
  • the tube 72 can be positioned or printed on the base plate in such a way that the passage is aligned with the feed-through 74 and thus both form a common line for the glass melt.
  • FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of a glass fiber nozzle according to the invention.
  • the fiberglass nozzle can have a base plate 81 with several Have passages 80.
  • a plurality of tubes 82, 92, which are also referred to as tips, can be arranged on the underside of the base plate 81.
  • the tubes 82, 92 can be printed onto the underside of the base plate 81 using a 3D printing process.
  • a metal powder (not shown) can be melted, welded or sintered in layers with the aid of a laser in order to build up the tubes 82, 92 in layers on the base plate 81.
  • the tubes 82, 92 can be printed around the passages 80 or, after the tubes 82, 92 have been printed, the passages 80 can be drilled into the base plate 81 or produced in some other way in the base plate 81.
  • the base plate 81 can have a step 83 via which the base plate 81 can be connected to circumferential side walls 89 in order to form a container for a glass melt (not shown) for the glass fiber nozzle.
  • Each tube 82, 92 can have a through passage 84, 94 that extends as far as the base plate 81.
  • the passages 80 can open into the passages 84, 94 within the tubes 82, 92.
  • the passages 80 can connect the lower side of the base plate 81 to the upper side of the base plate 81.
  • the feedthroughs 84, 94 can be aligned with the passages 80, so that the feedthroughs 84, 94 with the passages 80 form a common line for the glass melt.
  • the glass melt can then flow out of the feed-throughs 84, 94 through the base plate 81 and through the tubes 82, 92. During the subsequent solidification of the glass melt, glass fibers are formed.
  • the base plate 81 itself can consist of an oxide-dispersion-hardened metal or an oxide-dispersion-hardened metal alloy, in particular of an oxide-dispersion-hardened platinum or an oxide-dispersion-hardened platinum-rhodium alloy, particularly preferably of PtRh10 DPH.
  • ceramic or other oxidic particles can be distributed in the metal or the metal alloy.
  • the tubes 82, 92 according to FIG. 8 represent ninth and tenth exemplary designs which are printed on the base plate 81.
  • the sides of the tubes 82, 92 fastened to the base plate 81 can have widenings 85, 95 in the form of
  • the widenings 85, 95 enlarge the connection area to the base plate 81 and can thus bring about a more stable connection between the base plate 81 and the tubes 82, 92. It can also be provided that the entire side of the base plate 81 on which the tubes 82, 92 are printed (bottom in FIG. 8), is printed with a thin layer (not visible in FIG. 8) made of the same material as the tubes 82, 92.
  • the tubes 82, 92 can have conical tips 86, 96 on their sides opposite the widening 85, 95.
  • the conical tips 86, 96 have the effect that the glass melt can flow out of the feedthroughs 84, 94 more evenly.
  • the passages 84, 94 can be shaped rotationally symmetrically and shaped cylindrically in the area of the widened areas 85, 95 and the conical tips 86, 96. Circumferential bead-like thickenings 87, 97 of the walls of the passages 84, 94 can be arranged in the passages 84, 94.
  • the thickenings 87, 97 of the wall lead to the formation of constrictions 88, 98 in the passages 84, 94 in the area of the thickenings 87, 97.
  • the constrictions 88, 98 cause a change in the flow of a glass melt flowing through the passages 84, 94 .
  • the constrictions 88, 98 can, for example, change the flow velocity as a function of the radius perpendicular to the flow in the glass melt.
  • the glass melt can be mixed directly before it flows out of the conical tips 86, 96 of the tube 82, 92.
  • the middle tube 92 has a narrower constriction 98 of the feedthrough 94 than the constrictions 88 of the feedthroughs 84 of the two outer tubes 82.
  • the tubes 82, 92 can be printed in layers on the base plate 81 from a metal powder, in particular from a platinum powder or a platinum-rhodium powder, particularly preferably from a powder made of PtRh10 DPH.
  • a metal wire can also be used together with a laser material deposition process (LMD process).
  • LMD process laser material deposition process
  • the layers for building up these tubes 82, 92 are preferably printed on the base plate 81 in such a way that two tubes 82, 92 that are spatially adjacent to one another are not printed directly one after the other on the base plate 81. As a result, the heat generated during the printing process can flow away better and local overheating of the base plate 81 is less likely.
  • a passage 80 can be provided in the base plate 81 for each tube 82, 92.
  • the tubes 82, 92 can be positioned or printed on the base plate 81 in such a way that each of the passages 80 is aligned with exactly one of the passages 84, 94 and thus both form a common line for the glass melt.
  • the sequence of a method according to the invention is described below with reference to FIGS. 10 and 9.
  • the base plate 81 can be produced from the melt by casting. In the process, oxidic particles can be distributed or generated in the melt. After the melt has solidified, in a second work step 101 the base plate 81 can be shaped and further hardened by rolling and / or by a further temperature treatment. The step 83 can also be introduced into the base plate 81.
  • the underside of the base plate 81 can be leveled and / or pretreated and cleaned so that it can then be printed on.
  • the base plate 81 can be made available for printing.
  • the base plate 81 can be fastened in a 3D printer.
  • a base plate 81 produced using a method other than the method specified in the following fifth work step 104 can also be provided. The method according to the invention can therefore begin with the fourth work step 103.
  • the tubes 82, 92 can be printed in layers on the base plate 81.
  • a powder (not shown) can be melted, sintered or welded in layers with a laser onto the base plate 81 or onto previous layers.
  • the surface of the base plate 81 with the tubes 82, 92 can be cleaned, recompacted, polished or coated.
  • a ceramic coating can be applied to the surface of the underside of the base plate (if printed), which is rough due to the 3D printing, and to the outside of the tubes 82, 92.
  • the base plate 81 can be welded to circumferential side walls 89 or connected in some other way will. The side walls 89 can be produced beforehand using the same method as the base plate 81.
  • a glass fiber nozzle according to the invention is obtained.
  • the side walls 89 and the base plate 81 can form a container for a glass melt.
  • the glass melt can flow out of this container through the passages 80 and the passages 84, 94 and the glass fibers are thus formed.
  • the same process can also be used to produce glass fiber nozzles with tubes with other geometries, such as the geometries shown in FIGS. 2 to 7, for example.
  • the geometries can easily be mixed as desired.
  • FIG. 11 shows a schematic cross-sectional view of a freeing position of a glass fiber nozzle according to the invention.
  • Several tubes 112 can be built up on two base plates 111 using a laser process.
  • the base plates 111 can be sheets made of dispersion-hardened platinum or dispersion-hardened PtRh10 alloy.
  • Semi-finished tubes 113 under construction on the base plates 111 are also shown in FIG.
  • the base plates 111 can be fastened on both sides on a carrier 114 and two lasers 116 can be used for the bilateral and parallel construction.
  • the laser beams 118 can hit the semi-finished tubes 113 for additive manufacturing, as is shown in FIG. 11.
  • the carrier 114 may be mounted on a stand 120.
  • LMD Laser metal deposition
  • DED 3D laser plating
  • tubes 112 can be built up in parallel on two oppositely attached base plates 111 in order to reduce warpage.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glasfaserdüsen, mit den Schritten: A) Bereitstellen oder Herstellen einer Bodenplatte (81) aufweisend ein erstes Material, wobei das erste Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent und dispersionsverfestigt ist, B) Aufdrucken zumindest eines Röhrchens (82, 92) aus einem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte (81), wobei das zumindest eine Röhrchen (82, 92) jeweils mindestens eine Durchführung (84, 94) aufweist und wobei das zweite Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent ist, C) Erzeugen zumindest eines Durchgangs (80) in der Bodenplatte (81), wobei der zumindest eine Durchgang (80) durch die Bodenplatte (81) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (84, 94) jeweils eines des zumindest einen Röhrchens (82, 92) derart verbunden wird, dass jeder des zumindest einen Durchgangs (80) durch die Bodenplatte (81) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (84, 94) eines zugehörigen Röhrchens (82, 92) des zumindest einen Röhrchens (82, 92) eine gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitung bildet, die durch die Bodenplatte (81) und durch das zugehörigen Röhrchen (82, 92) führt und wobei die Bodenplatte (181) mit einem anderen Verfahren hergestellt wird als das zumindest eine Röhrchen (82, 92). Die Erfindung betrifft auch eine Glasfaserdüse zur Herstellung von Glasfasern und ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern.

Description

„Verfahren zur Herstellung von Glasfaserdüsen und Glasfaserdüse“
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glasfaserdüsen. Die Erfindung betrifft auch eine Glasfaserdüse und ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern. Glasfaserdüsen zum Ziehen von technischen Glasfasern können durch Ausfließen einer Glasschmelze durch Öffnungen in einer Bodenplatte einer Glaswanne hergestellt werden. Eine Glasfaserdüse kann hierzu aus einem kastenförmigen Aufbau mit einer gelochten Bodenplatte zusammengeschweißt werden, wobei in die Löcher der Bodenplatte Röhrchen beziehungsweise sogenannte Tips mit zylindrischer oder konischer Form eingeschweißt werden. Bestimmte Röhrchen-Geometrien sind dabei von Vorteil, aber zum Teil nur aufwendig mit konventionellen Verfahren herstellbar. Die Glasfaserdüsen sind dabei mit bis zu 8.000 Röhrchen (Tips) ausgestattet. Durch diese Röhrchen läuft das flüssige Glas (beziehungsweise die Glasschmelze) durch die Glasfaserdüse aus. Durch die Abkühlung des Glases entstehen dabei feste Glasfasern. Die Röhrchen haben dabei einen bedeutenden Einfluss auf die Qualität der Glasfasern, als auch auf die Lebensdauer der Glasfaserdüse.
Die US 2016/0312338 A1 offenbart eine Glasfaserdüse aus einer Platin-Rhodium- Legierung, bei der eine Vielzahl von Tips an einer Seite einer Bodenplatte („Bushing“) angeordnet sind. Die Tips sind dabei an einer Vielzahl von Durchgängen durch die Bodenplatte angeordnet und verlängern diese. Durch die Durchgänge und die Tips kann die Glasschmelze zum Herstellen von Glasfasern ausfließen. Die Tips werden entweder angeschweißt oder sie werden einteilig mit der Bodenplatte und zusammen mit der Bodenplatte hergestellt. Die Tips sollen dabei aus dem gleichen Material bestehen wie die Bodenplatte. Eine einteilige Herstellung der Bodenplatte mit den Tips und den Durchgängen ist aufwendig. Zudem kann bei einer solchen Herstellung die Bodenplatte nicht gewalzt werden, um eine Versteifung und eine Verbesserung der Haltbarkeit der Bodenplatte zu erreichen. Wenn die Tips in die Durchgänge oder an die Durchgänge der Bodenplatte geschweißt werden, stellt die Schweißverbindung eine Schwachstelle der Glasfaserdüse dar. Zudem müssen alle Tips aufwendig einzeln mit der Bodenplatte verschweißt werden. Beim Verschweißen kann es zu ungewollten Veränderungen der Geometrie im Inneren der Tips kommen, die die Eigenschaften der Glasfasern beeinflussen. Zudem ist die Herstellung sehr aufwendig. Insbesondere dann, wenn eine exakte Positionierung der Tips erfolgen soll. Die innere Form der Tips ist meist aufgrund des verwendeten Materials und der gewünschten Materialeigenschaften sehr begrenzt. Bei einer einteiligen Herstellung kann ein Walzen einer dicken Bodenplatte, ein Ausformen der Tips (gedrückte Böden) und ein anschließendes Abfräsen der Rückseite auf eine Soll-Dicke erfolgen. Nachteilig ist hieran ein hoher Materialeinsatz und damit einhergehend hohe Kosten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere soll eine Möglichkeit gefunden werden, eine Glasfaserdüse herzustellen und bereitzustellen, die möglichst kostengünstig ist und gleichzeitig auch die Realisierung unterschiedlicher Geometrien für die Röhrchen erlaubt. Zudem muss die Glasfaserdüse gegenüber der Glasschmelze aber auch gegenüber den hohen Temperaturen während des Einsatzes stabil sein. Es soll eine kontrollierte Kühlung der Röhrchen möglich sein, damit die Glasfaserdüse möglichst lange verwendet werden kann, bevor sie vollständig ausgetauscht oder zumindest repariert werden muss. Die Glasfaserdüse soll neue und für spezielle Anwendungen geeignete Glasfasern hersteilen können.
Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Glasfaserdüsen, die zur Herstellung von Glasfasern aus einer Glasschmelze vorgesehen sind, das Verfahren aufweisend die Schritte:
A) Bereitstellen oder Herstellen einer Bodenplatte aufweisend ein erstes Material, wobei das erste Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent und dispersionsverfestigt ist,
B) Aufdrucken zumindest eines Röhrchens aus einem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte, wobei das zumindest eine Röhrchen jeweils mindestens eine Durchführung aufweist und wobei das zweite Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent ist,
C) Erzeugen zumindest eines Durchgangs in der Bodenplatte, wobei der zumindest eine Durchgang durch die Bodenplatte mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung jeweils eines des zumindest einen Röhrchens derart verbunden wird, dass jeder des zumindest einen Durchgangs durch die Bodenplatte mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung eines zugehörigen Röhrchens des zumindest einen Röhrchens eine gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitung bildet, die durch die Bodenplatte und durch das zugehörigen Röhrchen führt und wobei die Bodenplatte mit einem anderen Verfahren hergestellt wird als das zumindest eine Röhrchen.
Die Röhrchen werden bei Glasfaserdüsen auch häufig als Tips bezeichnet. Das zumindest eine Röhrchen kann also zumindest ein Tip sein. Unter einem Röhrchen ist vorliegend ein Röhrchen mit einer allgemeinen Geometrie zu verstehen. Keinesfalls sind die Röhrchen auf eine zylindrische oder rotationssymmetrische Geometrien beschränkt. Das Röhrchen kann beispielsweise auch die Form eines Torus (Donut-Form) auch mit elliptischem Querschnitt haben. Insbesondere kann die mindestens eine Durchführung in dem zumindest einen Röhrchen eine Geometrie aufweisen, die die Strömung der Glasschmelze in der und durch die mindestens eine Durchführung beeinflusst. Beispielsweise kann eine Rotation der fließenden Glasschmelze durch die innere Form der mindestens einen Durchführung erreicht werden. Die Geometrie der Röhrchen und damit der austretenden Fasern muss über die Bodenblechfläche nicht konstant sein. Die Form der Röhrchen kann sowohl über die Größe als auch über die Form und die Geometrie variieren.
Durch geeignete Anpassung kann so ein homogenerer Schmelzaustritt und eine geringere thermische Schwankung erreicht werden sowie eine unterschiedliche Fasergeometrie beim Ausfließen aus einem Blech, beziehungsweise aus einer Wanne erzeugt werden.
Das zumindest eine Röhrchen kann erfindungsgemäß eine Verengung oder Verbreiterung in der zumindest einen Durchführung aufweisen. Die Verengung kann dann als Düse zum Ausstößen der Glasschmelze zur Fierstellung der Glasfaser wirken. Die Verbreiterung kann das Strömungsverhalten, insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze beeinflussen.
Das zweite Material ist ein anderes Material als das erste Material.
Bevorzugt wird in Schritt B) ein pulverförmiges zweites Material oderein drahtförmiges zweites Material verwendet, besonders bevorzugt ein pulverförmiges zweites Material.
Das pulverförmige zweite Material kann erfindungsgemäß bevorzugt eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 50 pm aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass das pulverförmige zweite Material zur Begrenzung der Partikelgröße gesiebt wird, bevorzugt mit einem Sieb der Fraktion 200 pm oder kleiner, besonders bevorzugt mit einem Sieb der Fraktion 100 gm bis 50 gm, ganz besonders bevorzugt mit einem Sieb der Fraktion 50 gm. Das drahtförmige zweite Material weist vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 200 gm auf, bevorzugt von weniger als 50 gm auf. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass Schritt C) vor Schritt B) oder nach Schritt B) erfolgt.
Die Bodenplatte kann erfindungsgemäß ein Blech sein, bevorzugt ein metallisches Blech, besonders bevorzugt ein Blech aus einem Edelmetall oder einer Edelmetallbasis-Legierung, ganz besonders bevorzugt ein Blech aus Platin odereiner Platinbasis-Legierung oder einer Platin-Rhodium-Legierung, speziell bevorzugt ein Blech aus einer PtRh10-Legierung.
Bevorzugt ist das erste Material ein oxiddispersionsgehärtetes Platin (DPH) oder eine oxiddispersionsgehärtete Platin-Rhodium-Legierung, ganz besonders bevorzugt oxidationsgehärtetes PtRh10. Bei erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass die Bodenplatte nicht mit einem Laserschmelzverfahren, einem Lasersinterverfahren, einem
Elektronenstrahlschmelzverfahren oder einem Elektronenstrahlsinterverfahren hergestellt wird. Bei erfindungsgemäßen Verfahren kann auch vorgesehen sein, dass die Bodenplatte nicht mit einem schichtweisen 3D-Druckverfahren hergestellt wird. Hierdurch kann die Bodenplatte besonders stabil gegenüber der Temperatur und der chemischen Umgebung ausgeführt werden. Zudem kann auch ein kostengünstigeres Verfahren zu Herstellung der Bodenplatte verwendet werden, als es mit den genannten Verfahren möglich ist.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass vor Schritt A) ein Schritt A1) erfolgt: A1) Herstellen der Bodenplatte mit einem Verfahren umfassend Schmelzgießen und/oder Walzen, insbesondere Schmelzgießen und anschließendes Walzen.
Auch hiermit kann eine besonders stabile und hochtemperaturbeständige Bodenplatte erzeugt werden, wobei gleichzeitig die Variabilität des Druckverfahrens für das zumindest eine Röhrchen genutzt werden kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass als das erste Material ein dispersionsverfestigtes, insbesondere oxiddispersionsgehärtetes, metallisches Material verwendet wird, wobei das erste Material alle mit der Glasschmelze in Kontakt kommenden Oberflächen begrenzt.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass als das dispersionsverfestigte metallische Material ein dispersionsverfestigtes Edelmetall oder eine dispersionsverfestigte Edelmetall-Legierung verwendet wird, die mit keramischen Partikeln, insbesondere mit keramischen Zr02-Partikeln, dispersionsverfestigt ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass als das erste Material ein mit keramischen Partikeln, mit oxidischen Partikeln oder mit keramischen Zr02-Partikeln oxiddispersionsgehärtetes Platin oder oxiddispersionsgehärtete Platin-Rhodium- Legierung verwendet wird. Bevorzugt wird eine dispersionsverfestigte PtRhlO- Legierung verwendet.
Die keramischen Partikel, insbesondere oxidischen oder Zr02-Partikel, sind dabei vorzugsweise in der metallischen Matrix des ersten Materials verteilt, um die Dispersionsverfestigung zu bewirken. Bevorzugt wird eine oxiddispersionsverfestigte Legierung als das dispersionsverfestigte metallische erste Material verwendet.
Durch die Verwendung dieses Materials kann eine hochtemperaturstabile, hochdichte und chemisch gegenüber der Glasschmelze besonders resistente Bodenplatte erzeugt werden, wobei gleichzeitig das zumindest eine Röhrchen mit variabler und auch mit komplexer Geometrie auf die Bodenplatte aufgedruckt werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Bodenplatte aus dem ersten Material besteht.
Hierdurch kann die Bodenplatte besonders kostengünstig hergestellt werden.
Bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass das erste Material und/oder das zweite Material ein Metall oder eine Metalllegierung ist, bevorzugt Platin oder eine Platin- Basis-Legierung oder eine Platin-Rhodium-Legierung ist, besonders bevorzugt eine PtRh10-Legierung ist.
Unter einer Platin-Basis-Legierung ist eine Legierung mit Platin als Hauptbestandteil zu verstehen. Bevorzugt wird darunter ein Legierung mit wenigstens 50 Atomprozent Platin verstanden.
Metalle sind gut zu Verarbeiten und können gedruckt werden. Platin und Platin-Basis- Legierungen sowie Platin-Rhodium-Legierungen sind gegen die Glasschmelze besonders chemisch resistent. PtRh10-Legierungen werden aufgrund ihrer höheren Kriechfestigkeit im Vergleich zu reinem Platin besonders bevorzugt. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zwischen Schritt A) und Schritt B) ein Schritt B1) erfolgt:
B1) Aufdrucken einer durchgehenden und/oder vollflächigen Beschichtung aus dem zweiten Material auf die Seite der Bodenplatte, wobei das zumindest eine Röhrchen in Schritt B) auf die durchgehende und/oder vollflächige Beschichtung der Bodenplatte aufgedruckt wird.
Hierdurch kann eine bessere Verbindung des zumindest einen Röhrchens zur Bodenplatte erreicht werden. Zudem kann so eine gleichmäßigere Oberfläche auf der Seite der Bodenplatte erzeugt werden, die dann beispielsweise für eine nachfolgende Beschichtung genutzt werden kann. Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass eine keramische Beschichtung auf die Beschichtung und/oder die Außenseite des zumindest einen Röhrchens aufgebracht wird.
Eine Beschichtung kann sowohl mittels Pulver als auch mit Draht erfolgen. Durch die Beschichtung kann die Bodenplatte aufgeraut werden, wobei die Bodenplatte zumindest an den Stellen aufgeraut wird, an denen Pulver für das zumindest eine Röhrchen haften soll. Des Weiteren kann die Beschichtung den Verzug der Bodenplatte beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens positiv beeinflussen.
Auch kann vorgesehen sein, dass nach Schritt B) und nach Schritt C) ein Schritt D) erfolgt: D) Beschichten der Außenseite des zumindest einen Röhrchens und der Seite der Bodenplatte, auf der das zumindest eine Röhrchen aufgedruckt ist, mit einer Schutzschicht, insbesondere mit einer keramischen Schutzschicht.
Hierdurch kann ein Abdampfen des ersten und zweiten Materials aus den freien Oberflächen im Betrieb der Glasfaserdüse verhindert beziehungsweise reduziert werden. Hierdurch wird die Haltbarkeit der Glasfaserdüse erhöht. Gleichzeitig kann die durch das Druckverfahren bereitgestellte rauhe Oberfläche genutzt werden, um eine stabile Verbindung zwischen der Beschichtung und dem zweiten Material herzustellen. Besonders bevorzugt ist es bei dem Herstellen der Schutzschicht also, wenn vor Schritt D) der Schritt B1) erfolgt, nämlich ein Aufdrucken einer durchgehenden oder vollflächigen Beschichtung aus dem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte, wobei das zumindest eine Röhrchen in Schritt B) auf die durchgehende oder vollflächige Beschichtung der Bodenplatte aufgedruckt wird. Des Weiteren kann bei erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass im Schritt B) ein Aufdrucken eines Röhrchens aus dem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte erfolgt, wobei das Röhrchen mindestens eine Durchführung aufweist, und in Schritt C) vor Schritt B) oder nach Schritt B) ein Erzeugen eines Durchgangs in der Bodenplatte erfolgt, wobei der Durchgang durch die Bodenplatte mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung des Röhrchens derart verbunden wird, dass der Durchgang durch die Bodenplatte mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung des Röhrchens eine gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitung bildet, die durch die Bodenplatte und durch das Röhrchen führt.
Hiermit wird eine Glasfaserdüse mit nur einem Aufdruck erzeugt, wobei das Röhrchen dabei mehrere Durchführungen aufweisen kann und somit zur parallelen Herstellung von mehreren Glasfasern geeignet sein kann.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass in Schritt B) ein Aufdrucken mehrerer Röhrchen aus dem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte erfolgt, wobei die Röhrchen jeweils mindestens eine Durchführung aufweist, und in Schritt C) vor Schritt B) oder nach Schritt B) ein Erzeugen mehrerer Durchgänge in der Bodenplatte erfolgt, wobei die Durchgänge durch die Bodenplatte jeweils mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung jeweils eines der Röhrchen derart verbunden wird, dass die Durchgänge durch die Bodenplatte mit wenigstens einem der mindestens einen Durchführung eines jeweils einen Röhrchens gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitungen bilden, die durch die Bodenplatte und durch die Röhrchen führen.
Hierdurch können über mehrere Röhrchen parallel mehrere Glasfasern hergestellt werden. Dabei kann jedes der Röhrchen einzeln zur Abgabe von Wärme genutzt werden, so dass die einzelnen Röhrchen weniger stark oder schnell erhitzen. Dies kann die Haltbarkeit der Glasfaserdüse verbessern.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste Material eine höhere Warmfestigkeit und/oder eine höhere Kriechfestigkeit hat als das zweite Material. Hierdurch wird erreicht, dass die Bodenplatte, die der Glasschmelze in einem stärkeren Umfang ausgesetzt ist als das zumindest eine Röhrchen, gegenüber der Glasschmelze chemisch stabiler ist aber auch gegen Abdampfen von Bestandteilen aus dem ersten Material stabiler ist. Dadurch wird eine größere Haltbarkeit der Glasfaserdüse erreicht, als wenn auch die Bodenplatte eine geringere Warmfestigkeit aufweisen würde, wobei gleichzeitig das zumindest eine Röhrchen in sehr variabler Form mit einem Druckverfahren auf die Bodenplatte aufgedruckt werden kann, auch wenn es bedingt dadurch eine geringere Warmfestigkeit aufweisen. Durch die größere Warmfestigkeit und/oder Kriechfestigkeit des ersten Materials ist es möglich, bei der Verwendung von Platin-Rhodium-Legierungen für das erste Material und das zweite Material einen geringeren Rhodium-Gehalt für die Bodenplatte als für das zumindest eine Röhrchen zu verwenden, wenn die Bodenplatte verfestigt wurde. Dadurch lässt sich die Bodenplatte aus einem kostengünstigeren Material mit weniger Rhodium hersteilen, als die Röhrchen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass die Röhrchen einen höheren, gleichen oder niedrigeren Rhodium-Gehalt aufweisen können als die Bodenplatte, so dass immer in Abhängigkeit von Rhodium-Preis, Abdampfrate und Stabilität ein Optimum gefunden werden kann.
Kriechen (auch Retardation) bezeichnet bei Werkstoffen die zeit- und temperaturabhängige plastische Verformung unter konstanter Last. Eine Kennzahl für das Kriechen ist die Kriechrate oder Norton-Exponent (englisch creep rate und Norton- coefficient). Die Kriechrate folgt, bei nahezu konstanter Temperatur, dem Norton 'sehen Kriechgesetz. Die Kriechfestigkeit bezeichnet die maximale Spannung, um eine spezifizierte Kriechdehnung (innerhalb eines definierten Zeitintervalls) nicht zu überschreiten. Analog kann man die Zeitstandfestigkeit als maximale Spannung, um eine spezifizierte Lebensdauer (bevor es zum Bruch kommt) zu erreichen, definieren.
Die Warmfestigkeit ist die Festigkeit eines Materials bei erhöhten Temperaturen. Das Bedeutet, dass die Festigkeit des ersten Materials bei der Temperatur der Glasschmelze, insbesondere bei 1400 °C, höher ist als die des zweiten Materials. Die Festigkeit eines Materials beschreibt die Beanspruchbarkeit durch mechanische Belastungen, bevor es zu einem Versagen kommt, und wird angegeben als mechanische Spannung (Kraft pro Querschnittsfläche). Das Versagen kann eine unzulässige Verformung sein, insbesondere eine plastische (bleibende) Verformung oder auch ein Bruch. Die Festigkeit beschreibt dabei den Grenzwert, ab dem eine nicht elastische also irreversible Verformung des Materials bei definierter Geometrie und Belastung auftritt. Die mechanischen Eigenschaften können beispielsweise mit einer Universalprüfmaschine vom Typ Zwick Roell Z100 der Firma Zwick GmbH & Co. KG ermittelt werden. Die Längenänderung der Proben der Materialien können hierbei über einen Makro-Feindehnungsaufnehmer und die Last mittels einer 100 kN Kraftmessdose aufgenommen werden. Beispielsweise können die Dehngrenze
(Streckgrenze) RPo.2, die Zugfestigkeit Rm und die Bruchdehnung SB bei einer
Prüfgeschwindigkeit von 3 mm/min bei Raumtemperatur und/oder 1400 °C bestimmt werden. Die Auswertung kann beispielsweise mit der Software testXpert® der Firma Zwick GmbH & Co. KG erfolgen. Die mechanischen Eigenschaften können beispielsweise mit einer Universalprüfmaschine vom Typ Zwick Roell Z100 der Firma Zwick GmbH & Co. KG ermittelt werden. Die Längenänderung der Proben der Materialien können hierbei über einen Makro-Feindehnungsaufnehmer und die Last mittels einer 100 kN Kraftmessdose aufgenommen werden. Beispielsweise können die Dehngrenze (Streckgrenze) RPo.2, die Zugfestigkeit Rm und die Bruchdehnung SB bei einer
Prüfgeschwindigkeit von 3 mm/min bei Raumtemperatur und/oder 1400 °C bestimmt werden. Die Auswertung kann beispielsweise mit der Software testXpert® der Firma Zwick GmbH & Co. KG erfolgen.
Bevorzugt wird oxiddispersionsgehärtetes Platin (Pt DPH) oder oxiddispersionsgehärtetes Platin-Rhodium (PtRh DPH) als das erste und/oder das zweite Material verwendet, besonders bevorzugt oxiddispersionsgehärtetes Platin- Rhodium mit 10 Gew% Rh und 90 Gew% Pt einschließlich herstellungsbedingter Verunreinigungen (PtRh10 DPH).
Die mechanischen Hochtemperatureigenschaften von oxiddispersionsgehärtetem Platin (Pt DPH), das bevorzugt als das erste Material verwendet wird, bei 1400 °C liegen bei: Zugfestigkeit Rm 15,6 MPa, Dehngrenze RPo,2 13,6 MPa, Bruchdehnung A 53%, Zeitstandfestigkeit für 10.000 Stunden 2,5 MPa und Kriechfestigkeit bei einer Kriechrate von 109 s 1 bei 2,4 MPa.
Dagegen ergeben sich für PtRh10 Bauteile, die durch Stumpfschweißung mittels Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) ohne Verwendung von Zusatzmetall verbunden wurden deutlich geringere Zeitstandfestigkeiten für 100 Stunden von 6,1 MPa bei 1400 °C. Zum Vergleich liegt die Zeitstandfestigkeit des ungeschweißten PtRh10 DPH für 100 Stunden bei 12 MPa sowie von konventionellen nicht-oxiddispersionsgehärteter PtRh10-Legierung bei 3,8 MPa bei 1400 °C.
Die mechanischen Hochtemperatureigenschaften von oxiddispersionsgehärtetem Platin (PtRh10 DPH) bei 1400 °C sind charakterisiert durch, die Zugfestigkeit Rm 52 MPa, die Dehngrenze RPo,240 MPa, die Bruchdehnung A 32%, die Zeitstandfestigkeit für 10.000 Stunden 6,8 MPa und die Kriechfestigkeit bei einer Kriechrate von 10-9 s_1 bei 8,8 MPa.
Für das zumindest eine gedruckte Röhrchen beziehungsweise für aus Pulver mit 3D- Druck hergestellte Formkörper aus den Materialien Pt oder PtRh10 (beide nicht oxiddispersionsgehärtet) ergeben sich bei 1400 °C deutlich geringere mechanische Hochtemperatureigenschaften, nämlich eine Zugfestigkeit Rm 8,2 MPa, eine Dehngrenze Rpo,23,9 MPa, eine Bruchdehnung A 68% und eine Zeitstandfestigkeit für 10.000 Stunden 0,6 MPa (für 100 Stunden 1,4 MPa) für Platin und eine Zugfestigkeit Rm 35,4 MPa, eine Dehngrenze Rpo,227,8 MPa, eine Bruchdehnung A 30% und eine Zeitstandfestigkeit für 10.000 Stunden 1 ,3 MPa (für 100 Stunden 3,8 MPa) für PtRhl 0. Die Messwerte können mit üblichen Standardverfahren bestimmt werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste Material eine andere chemische Zusammensetzung aufweist als das zweite Material.
Hierdurch können unterschiedliche physikalische Eigenschaften zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material erreicht werden.
Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das zumindest eine Röhrchen mit einem selektiven Laserschmelzen (SLM), einem selektiven Lasersintern (SLS), einem selektiven Elektronenstrahlschmelzen (SEBM), einem Laserauftragsschweißen (LMD - „Laser Metal Deposition“), einer 3D-Laserplattierung (DED - „Direct Energy Deposition“) oder einem selektiven Elektronenstrahlsintern (SEBS) auf die Bodenplatte aufgedruckt wird.
Diese Verfahren sind besonders gut zur variablen und kostengünstigen Herstellung des zumindest einen Röhrchens anwendbar, insbesondere mit metallischen Pulvern anwendbar. Zudem können mit diesen Verfahren auch hochschmelzende Edelmetalle und Edelmetalllegierungen gedruckt werden, die als das zweite Material bevorzugt Verwendung finden. Ferner kann vorgesehen sein, dass beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens in Schritt B) die folgende geometrische Spezifikationen erfüllt wird: der Querschnitt der mindestens einen Durchführung ist nicht kreisrund.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens in Schritt B) die folgende geometrische Spezifikationen erfüllt wird: das zumindest eine Röhrchen weist eine Veränderung der Wandstärke in axialer Richtung auf.
Auch kann vorgesehen sein, dass beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens in Schritt B) die folgende geometrische Spezifikationen erfüllt wird: die Wandung der mindestens einen Durchführung hat eine höhere Rauhigkeit als die Oberfläche der Bodenplatte.
Ferner kann vorgesehen sein, dass beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens in Schritt B) die folgende geometrische Spezifikationen erfüllt wird: das zumindest eine Röhrchen ist doppelwandig oder mehrwandig. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens in Schritt B) die folgende geometrische Spezifikationen erfüllt wird: die mindestens eine Durchführung weist eine Verengung oder eine Verbreiterung auf.
Auch kann vorgesehen sein, dass beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens in Schritt B) die folgende geometrische Spezifikationen erfüllt wird: das zumindest eine Röhrchen neben der mindestens eine Durchführung Kanäle zum Fleizen oder Kühlen des Röhrchens mit einem Fleizmedium oder Kühlmedium, wobei das Fleizmedium oder Kühlmedium flüssig oder gasförmig sein kann.
Flierdurch wird die Stärke des Aufdruckens genutzt, dass nämlich auch komplizierte geometrische Formen mit großer Variabilität gedruckt werden können. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass vor Schritt B) zumindest die Seite der Bodenplatte, auf die das zumindest eine Röhrchen in Schritt B) aufgedruckt wird, gereinigt, gewalzt, geschliffen, nivelliert und/oder gerichtet wird, insbesondere feingerichtet und/oder feingewalzt und gereinigt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das zumindest eine Röhrchen, insbesondere alle mehrere Röhrchen nachfolgend mit einem einzigen Druckvorgang auf die so behandelte Oberfläche der Bodenplatte aufgedruckt werden kann beziehungsweise können.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Bodenplatte mit einer planen Unterseite gefertigt wird, wobei das zumindest einen Röhrchen in Schritt B) auf die Unterseite aufgedruckt wird.
Auch kann vorgesehen sein, dass in Schritt B) mindestens drei Röhrchen auf die Bodenplatte aufgedruckt werden und beim Aufdrucken die Reihenfolge der nacheinander gedruckten Röhrchen derart gewählt wird, dass eine mechanische Verspannung der Bodenplatte durch eine thermische lokale Belastung beim Ausdrucken gering gehalten wird, insbesondere dadurch gering gehalten wird, dass keine direkt benachbarten Röhrchen zeitlich direkt nacheinander gedruckt werden.
Alternativ kann durch eine zusätzliche Beschichtung oder einen zusätzlichen Materialauftrag der Verzug kompensiert werden, in dem weitere Zug- /Druckspannungen eingebracht werden. Der entstehende Verzug wird bspw. optisch oder kapazitiv erfasst und simulativ eine optimale Position und Menge (Material als auch Energieeintrag) für den kompensierenden Materialauftrag ermittelt.
Hierdurch wird eine Verformung der Bodenplatte beim Aufdrucken vermieden und der Druckvorgang kann schneller abgeschlossen werden. Zudem wird einer dauerhaften Verformung der Bodenplatte und eine Schwächung der Verbindung der Bodenplatte zu den Röhrchen vermieden.
Der Aufbau von mehreren Röhrchen kann parallel erfolgen. Bevorzugt erfolgt unter Berücksichtigung des thermisch induzierten Verzugs die Abstimmung der Belichtungsreihenfolge und der Aufbaureihenfolge. Der Aufbau eines Röhrchens kann dabei in einer Schicht teilweise erfolgen, um den thermischen Gradienten zu reduzieren. Bei Verfahren wie dem LMD und dem DED können auf zwei gegenüber angebrachten Blechen als Bodenplatten parallel Röhrchen aufgebaut werden, um den Verzug zu reduzieren.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass in Schritt B) die Form der mindestens einen Durchführung in dem zumindest einen Röhrchen abweichend von einer zylindrischen Geometrie gewählt wird oder eine Brechung einer ansonsten zylindrischen Geometrie enthält, wobei vorzugsweise die Form derart gewählt wird, dass eine Durchmischung oder ein Drall auf eine durch die mindestens eine Durchführung fließende Glasschmelze bewirkt wird und/oder das zumindest eine Röhrchen mehrere Röhrchen sind und die Durchführungen verschiedener Röhrchen unterschiedliche Formen aufweisen, insbesondere in Abhängigkeit von der Position des Röhrchens auf der Bodenplatte.
Hierdurch kann das Verfahren dazu genutzt werden, bestimmte gewünschte Strömungseigenschaften der durchfließenden Glasschmelze zu erzeugen. Zudem können Einflüsse der Lage der Röhrchen, beispielsweise bezüglich deren Nähe zu Wandungen einer Wanne der Glasfaserdüse, durch eine individuelle Anpassung der Form der Durchführungen ausgeglichen werden, um möglichst gleichmäßige Glasfasern zu erzeugen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass in Schritt B) das zumindest eine Röhrchen mit einer Verbreiterung als Verbindung zur Bodenplatte auf die Bodenplatte aufgedruckt wird, wobei vorzugsweise die Verbreiterung eine Vergrößerung der Verbindungsfläche zwischen dem zumindest einen Röhrchen und der Bodenplatte bewirkt.
Hierdurch wird eine stabilere Verbindung zwischen dem zumindest einen Röhrchen und der Bodenplatte erzeugt und damit die mechanische Stabilität der Glasfaserdüse verbessert.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden auch gelöst durch eine Glasfaserdüse zur Herstellung von Glasfasern aus einer Glasschmelze, die Glasfaserdüse aufweisend eine Bodenplatte, die ein erstes Material aufweist oder aus dem ersten Material besteht, wobei das erste Material gegen eine Glasschmelze chemisch resistent und dispersionsverfestigt ist, zumindest ein Röhrchen, das aus einem zweiten Material gedruckt ist, wobei das zumindest eine Röhrchen auf einer Seite der Bodenplatte aufgedruckt ist, wobei das zumindest einen Röhrchen jeweils mindestens eine Durchführung aufweist und wobei das zweite Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent ist, wobei in der Bodenplatte zumindest ein Durchgang angeordnet ist, wobei der zumindest eine Durchgang durch die Bodenplatte mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung jeweils eines des zumindest einen Röhrchens derart verbunden ist, dass jeder des zumindest einen Durchgangs durch die Bodenplatte mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung eines zugehörigen Röhrchens des zumindest einen Röhrchens eine gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitung bildet, die durch die Bodenplatte und durch das zugehörigen Röhrchen führt, wobei die Bodenplatte mit einem anderen Verfahren hergestellt ist als das zumindest eine Röhrchen. Dabei kann vorgesehen sein, dass Wandungen des zumindest einen Durchgangs von dem ersten Material begrenzt sind und Wandungen der mindestens einen Durchführung von dem gedruckten zweiten Material begrenzt sind.
Hierdurch wird erreicht, dass das gedruckte zweite Material nicht in Löcher in der Bodenplatte eingesetzt beziehungsweise eingedruckt werden muss. Damit wird die Menge des gedruckten zweiten Materials gering gehalten und dadurch die Haltbarkeit der Glasfaserdüse verbessert und gleichzeitig die Kosten zu deren Herstellung gering gehalten.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Glasfaserdüse mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
Hierdurch hat die Glasfaserdüse die zum Verfahren zu deren Herstellung genannten Vorteile.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden des Weiteren gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern aus einer Glasschmelze mit einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse, bei dem die Glasschmelze durch den zumindest einen Durchgang in einer Bodenplatte und durch die mindestens eine Durchführung in dem zumindest einen auf die Bodenplatte aufgedruckten Röhrchen fließt und nach dem Ausfließen aus dem zumindest einen Röhrchen zu zumindest einer Glasfaser erstarrt. Es kann vorgesehen sein, dass bei dem Verfahren eine Homogenisierung der Glasschmelze in der mindestens einen Durchführung erzeugt wird, wobei vorzugsweise die innere Form der mindestens einen Durchführung die Durchmischung der Glasschmelze bewirkt.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass es durch das Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens auf die Bodenplatte gelingt, eine hohe Variabilität der Röhrchengeometrie zu ermöglichen, wobei gleichzeitig durch die Verwendung einer mit einem anderen Verfahren hergestellten Bodenplatte die Möglichkeit besteht, die Bodenplatte auf andere physikalische Parameter hin zu optimieren, wie zum Beispiel bezüglich der chemischen Haltbarkeit der Bodenplatte gegenüber der Glasschmelze oder bezüglich der Hochtemperaturfestigkeit der Bodenplatte. Gleichzeitig muss nur eine geringe Menge des Druckmediums verbraucht werden, im Vergleich dazu, wenn die gesamte(n) durchgehende(n) Leitung(en) gedruckt würde(n) oder sogar die gesamte Bodenplatte gemeinsam mit dem zumindest einen Röhrchen gedruckt würde. Ferner kann ein Anschweißen des zumindest einen Röhrchens an die Bodenplatte vermieden werden und so können Schwachstellen der Glasfaserdüse an den Schweißnähten vermieden werden. Durch die größere Rauigkeit der inneren Oberflächen der mindestens einen Durchführung des zumindest einen Röhrchens kann eine bessere Durchmischung der Glasschmelze beim hindurchfließen erreicht werden, als wenn die zumindest eine Durchführung glatte Wandungen aufweisen würde.
Im Vergleich zu konventionellen Bodenplatten kann durch direktes Aufdrucken auf eine stabile, konventionell gefertigte Bodenplatte die Festigkeit der Bodenplatte durch größeren tragenden Querschnitt erhalten werden, durch eine nur minimale Schweißzone, die eine reduzierte Festigkeit aufweist und durch einen kleineren erforderlichen Vorbohrungsdurchmesser in der Bodenplatte.
Aber auch im Vergleich zu Röhrchen (Tips), die in einem konventionellen Bushing eingeschweißt werden, ergeben sich Vorteile, selbst dann, wenn die Röhrchen mit 3D- Druck hergestellt würden. Durch Aufdrucken auf eine konventionelle Bodenplatte wird nämlich deutlich weniger Pulver oder Draht oder Material des zweiten Materials benötigt als wenn vollständige Röhrchen gedruckt werden müssen, die später in die Bodenplatte eingeschweißt werden müssten. Es ergibt sich eine Einsparung von bis zu 75% des Druckmediums beziehungsweise des Pulvers, aus dem das zumindest eine Röhrchen gedruckt wird, im Vergleich zu vollständig 3D-gedruckten Röhrchen, die in die Bodenplatte eingeschweißt werden. Flieraus ergibt sich eine deutliche Reduzierung der geschweißten beziehungsweise aufgeschmolzenen Materialzone, wobei vorzugsweise die aufgeschmolzene Materialzone im Vergleich zu eingeschweißten Röhrchen zumindest um 90% geringer ist. Die aufgeschmolzene Materialzone bewirkt eine nachteilige Festigkeitsreduzierung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden wird.
Zudem ergeben sich durch das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise durch die erfindungsgemäße Glasfaserdüse Vorteile auch im Vergleich zu vollständig 3D- gedruckten Bushing-Böden inklusive Röhrchen (Tips). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann nämlich ein anderes Verfahren zur Herstellung der Bodenplatte verwendet werden als der 3D-Druck für die Röhrchen und somit ein stabileres Ergebnis erreicht und/oder ein kostengünstigeres Herstellungsverfahren angewendet werden. Beispielsweise kann für die Bodenplatte ein hochfestes oxiddispersionsverfestigtes Platin oder eine hochfeste oxiddispersionsverfestigte Platin-Rhodium-Legierung verwendet werden, wodurch die Langzeitstabilität eines derartigen Bushings deutlich höher als bei vollständig gedruckten Bushing-Böden. Diese sind nämlich nicht als oxiddispersionsverfestigte Platin-Variante oder Platin- Rhodium-Variante druckbar. Auch kann eine Schrumpfung der Bodenplatte vermieden werden, wenn diese beispielsweise gegossen und/oder gewalzt wird.
Neue Röhrchen-Geometrien, die mit konventionellen Verfahren nicht herstellbar sind, können realisiert werden. Dadurch, dass das zumindest eine Röhrchen 3D-gedruckt ist und nicht maschinell subtraktiv (gedreht, gefräst) hergestellt wurde, sind komplexere Geometrien möglich, die die Glasfaserqualität und Ausbringung positiv beeinflusst und die mit subtraktiven Verfahren nicht möglich wären.
Die vorliegende Erfindung schlägt also ein direktes 3D-Aufdrucken der Glasfaser-Tips (das zumindest eine Röhrchen) auf eine Bodenplatte aus einer Edelmetall-Legierung oder aus einer anderen geeigneten Material-Kombination vor.
Die Bodenplatte kann dabei bereits gelocht sein, oder die Löcher (der mindestens einen Durchgang) können nach dem Aufdrucken der Tips (des zumindest einen Röhrchens) erzeugt werden. Die Form der Tips kann in einer vom Anwender gewünschten Geometrie ausgeführt werden. Hierbei sind unterschiedliche Querschnitte, Wandstärkenverläufe, strömungsbeeinflussende Geometrien und
Querschnitte, doppelwandige Ausführungen als Schutzbarrieren sowie Kühl- oder Heizkanäle denkbar.
Die Tips beziehungsweise Röhrchen können mit jedem beliebigen 3D-Druckverfahren auf die Bodenplatte (beispielsweise ein Blech) aufgebaut werden. Ein Aufmaß ist eventuell von Nöten um Nacharbeit zu ermöglichen. Hierzu kann die Bodenplatte beispielsweise gereinigt, nivelliert, poliert und/oder beschichtet werden.
Eine strukturierte 3D-gedruckte Oberfläche innerhalb oder auch außerhalb des zumindest einen Röhrchens kann vorteilhaft sein, um die Bauteileigenschaften Strömungsmechanisch zu optimieren (innen) oder um das Bauteil mit einer haftfesten Beschichtung zu versehen, die ein Abdampfen von Platin und/oder Rhodium reduziert oder vollständig verhindert. Die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Glasfasern sind technische Glasfasern, die für Anwendungen wie zum Beispiel glasfaserverstärkte Kunststoffe, Elektronikindustrie (glasfaserverstärkte Leiterplatten) und Textilindustrie (Feuerfestgewebe) geeignet sind. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von elf Figuren erläutert, ohne jedoch dabei die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigt:
Figur 1 : eine schematische perspektivische Ansicht auf die Unterseite einer Bodenplatte einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse;
Figur 2: eine schematische perspektivische Ansicht (Figur 2 oben) und eine schematische perspektivische Querschnittansicht (Figur 2 unten) eines aufgedruckten Röhrchens (Tips) einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse;
Figur 3: eine schematische perspektivische Querschnittansichten eines dritten beispielhaften Röhrchens (Tips) für einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse;
Figur 4: eine schematische perspektivische Querschnittansichten eines vierten beispielhaften Röhrchens (Tips) für einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse;
Figur 5: eine schematische perspektivische Querschnittansichten eines fünften beispielhaften Röhrchens (Tips) für einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse;
Figur 6: eine schematische perspektivische Querschnittansichten eines sechsten beispielhaften Röhrchens (Tips) für einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse; Figur 7: eine schematische perspektivische Querschnittansichten eines siebten beispielhaften Röhrchens (Tips) für einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse;
Figur 8: eine schematische perspektivische Querschnittansichten eines achten beispielhaften Röhrchens (Tips) für einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse;
Figur 9: eine schematische Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse; und
Figur 10: eine schematische Querschnittansicht einer Herstellung einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse; und
Figur 11 : den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm.
Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht auf die Unterseite einer Bodenplatte 1 einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse. Auf der Unterseite der Bodenplatte 1 können mehrere Röhrchen 2, die auch als Tips bezeichnet werden, in zwei Reihen versetzt zueinander angeordnet sein. Die Röhrchen 2 können mit einem 3D-Druckverfahren auf die Unterseite der Bodenplatte 1 aufgedruckt werden. Hierfür kann ein Metallpulver (nicht gezeigt) mit Hilfe eines Lasers schichtweise geschmolzen, geschweißt oder gesintert werden, um die Röhrchen 2 schichtweise auf der Bodenplatte 1 aufzubauen. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Die Bodenplatte 1 kann eine Stufe 3 aufweisen, über die die Bodenplatte 1 mit seitlichen Wandungen (nicht gezeigt) verbunden werden kann (analog Figur 9), um einen Behälter für eine Glasschmelze (nicht gezeigt) für eine Glasfaserdüse zu bilden. Jedes Röhrchen 2 kann eine durchgehende Durchführung 4 aufweisen, die bis zur Bodenplatte 1 reicht.
In der Bodenplatte 1 sind Durchgänge angeordnet (in Figur 1 nicht zu sehen). Die Durchgänge können innerhalb der Röhrchen 2 in die Durchführungen 4 münden. Die Durchgänge können die Unterseite der Bodenplatte 1 mit der Oberseite der Bodenplatte 1 verbinden. Die Durchgänge können mit den Durchführungen 4 fluchten und so eine gemeinsame Leitung bilden, die für eine Glasschmelze durchlässig ist. Die Glasschmelze kann dann durch die Bodenplatte 1 und durch die Röhrchen 2 aus den Durchführungen 4 ausfließen. Beim anschließenden Erstarren der Glasschmelze werden Glasfasern gebildet. Die Bodenplatte 1 selbst kann aus einem oxiddispersionsgehärteten Metall oder einer oxiddispersionsgehärteten Metalllegierung bestehen, insbesondere aus einem oxiddispersionsgehärteten Platin oder einer oxiddispersionsgehärteten Platin- Rhodium-Legierung, besonders bevorzugt aus PtRh10 DPH. Zur Härtung können hierbei keramische oder andre oxidische Partikel in dem Metall oder der Metalllegierung verteilt sein.
Figur 2 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführung eines Röhrchens 12, das auf eine Bodenplatte (in Figur 2 nicht gezeigt) aufgedruckt werden kann, um eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse zu realisieren. Hierzu ist das Röhrchen 12 in Figur 2 oben vollständig in einer schematischen perspektivischen Ansicht gezeigt und in Figur 2 unten in einer schematischen perspektivischen Querschnittansicht. Wie in der Querschnittansicht gut zu erkennen ist, kann eine durchgehende zylindrische Durchführung 14 in dem Röhrchen 12 angeordnet sein. Die an der Bodenplatte (nicht gezeigt) befestigte Seite des Röhrchens 12 kann eine Verbreiterung 15 in Form eines Fußes aufweisen. Die Verbreiterung 15 vergrößert die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte und kann so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte und dem Röhrchen 12 bewirken.
Das Röhrchen 12 kann an seiner der Verbreiterung 15 gegenüberliegenden Seite eine konische Spitze 16 aufweisen. Die konische Spitze 16 bewirkt, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus der Durchführung 14 abfließen kann. Das Röhrchen 12 kann beginnend mit der Verbreiterung 15 auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) schichtweise aus einem Metallpulver aufgedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden mehrere dieser Röhrchen 12 auf die Bodenplatte gedruckt. In der Bodenplatte kann für jedes Röhrchen 12 ein Durchgang vorgesehen sein (siehe Figur 9). Das Röhrchen 12 kann so auf der Bodenplatte positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass der Durchgang mit der Durchführung 14 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden.
Aufgrund der Verwendung eines 3D-Druckverfahrens kann eine große Vielzahl unterschiedlicher Formen und Geometrien für die Herstellung von Röhrchen verwendet werden. In den Figuren 3 bis 8 sind hierzu sechs weitere Ausführungsbeispiele für Röhrchen 22, 32, 42, 52, 62, 72 gezeigt, die zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse einzeln, in einer Vielzahl oderauch gemischt untereinander geeignet sind.
Figur 3 zeigt eine dritte beispielhafte Ausführung eines Röhrchens 22, das auf eine Bodenplatte, die in Figur 3 nicht gezeigt ist, aufgedruckt werden kann, um eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse zu realisieren. Hierzu ist das Röhrchen 22 in Figur 3 in einer schematischen perspektivischen Querschnittansicht gezeigt. Wie in der
Querschnittansicht gut zu erkennen ist, kann eine durchgehende Durchführung 24 in dem Röhrchen 22 angeordnet sein. Die an der Bodenplatte (nicht gezeigt) befestigte Seite des Röhrchens 22 kann eine Verbreiterung 25 in Form eines Fußes aufweisen. Die Verbreiterung 25 vergrößert die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte und kann so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte und dem Röhrchen 22 bewirken.
Das Röhrchen 22 kann an seiner der Verbreiterung 25 gegenüberliegenden Seite eine konische Spitze 26 aufweisen. Die konische Spitze 26 bewirkt, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus der Durchführung 24 abfließen kann. Die Durchführung 24 kann rotationssymmetrisch geformt sein und im Bereich der Verbreiterung 25 und der konischen Spitze 26 zylindrisch geformt sein. In der Durchführung 24 kann eine umlaufende wulstförmige Verdickung 27 der Wandung der Durchführung 24 angeordnet sein. Die Verdickung 27 der Wandung führt zu einer Verengung 28 der Durchführung 24 im Bereich der Verdickung 27. Die Verengung 28 bewirkt eine Veränderung der Strömung einer Glasschmelze, die durch die Durchführung 24 fließt. Die Verengung 28 kann beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius senkrecht zur Strömung in der Glasschmelze verändern. Insbesondere kann eine Durchmischung der Glasschmelze direkt vor dem Ausfließen aus der konischen Spitze 26 des Röhrchens 22 bewirkt werden.
Das Röhrchen 22 kann beginnend mit der Verbreiterung 25 auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) schichtweise aus einem Metallpulver, insbesondere aus einem Platin- Pulver oder einem Platin-Rhodium-Pulver, besonders bevorzugt aus einem Pulver aus PtRhl 0 DPH, aufgedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden mehrere dieser Röhrchen 22 auf die Bodenplatte gedruckt. In der Bodenplatte kann für jedes Röhrchen 22 ein Durchgang angeordnet sein (siehe Figur 9). Das Röhrchen 22 kann so auf der Bodenplatte positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass der Durchgang mit der Durchführung 24 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden.
Figur 4 zeigt eine vierte beispielhafte Ausführung eines Röhrchens 32, das auf eine Bodenplatte, die in Figur 4 nicht gezeigt ist, aufgedruckt werden kann, um eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse zu realisieren. Hierzu ist das Röhrchen 32 in Figur 4 in einer schematischen perspektivischen Querschnittansicht gezeigt. Wie in der
Querschnittansicht gut zu erkennen ist, kann eine durchgehende Durchführung 34 in dem Röhrchen 32 angeordnet sein. Die an der Bodenplatte (nicht gezeigt) befestigte Seite des Röhrchens 32 kann eine Verbreiterung 35 in Form eines Fußes aufweisen. Die Verbreiterung 35 vergrößert die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte und kann so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte und dem Röhrchen 32 bewirken.
Das Röhrchen 32 kann an seiner der Verbreiterung 35 gegenüberliegenden Seite eine konische Spitze 36 aufweisen. Die konische Spitze 36 bewirkt, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus der Durchführung 34 abfließen kann. Die Durchführung 34 kann im wesentlichen rotationssymmetrisch geformt sein und kann im Bereich der Verbreiterung 35 und der konischen Spitze 36 zylindrisch geformt sein. In der Durchführung 34 kann eine umlaufende kugelsegmentförmige Verdünnung 37 der Wandung der Durchführung 34 angeordnet sein. Die Verdünnung 37 der Wandung führt zu einer Verbreiterung 38 der Durchführung 34 im Bereich der Verdünnung 37. Innerhalb der Verbreiterung 38 können an der Innenseite der Wandung gewundene vorspringende Leisten 39 angeordnet sein, die nach Art eines Gewindes ein Drehmoment auf eine durch die Durchführung 34 fließende Glasschmelze bewirken Die Verbreiterung 38 und die Leisten 39 bewirken eine Veränderung der Strömung einer Glasschmelze, die durch die Durchführung 34 fließt. Die Verbreiterung 38 kann beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius senkrecht zur Strömung in der Glasschmelze verändern. Insbesondere kann eine Durchmischung der Glasschmelze direkt vor dem Ausfließen aus der konischen Spitze 36 des Röhrchens 32 bewirkt werden.
Das Röhrchen 32 kann beginnend mit der Verbreiterung 35 auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) schichtweise aus einem Metallpulver, insbesondere aus einem Platin- Pulver oder einem Platin-Rhodium-Pulver, besonders bevorzugt aus einem Pulver aus PtRhlO DPH, aufgedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden mehrere dieser Röhrchen 32 auf die Bodenplatte gedruckt. In der Bodenplatte kann für jedes Röhrchen 32 ein Durchgang angeordnet sein (siehe Figur 9). Das Röhrchen 32 kann so auf der Bodenplatte positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass der Durchgang mit der Durchführung 34 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden.
Figur 5 zeigt eine fünfte beispielhafte Ausführung eines Röhrchens 42, das auf eine Bodenplatte, die in Figur 5 nicht gezeigt ist, aufgedruckt werden kann, um eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse zu realisieren. Hierzu ist das Röhrchen 42 in Figur 5 in einer schematischen perspektivischen Querschnittansicht gezeigt. Wie in der Querschnittansicht gut zu erkennen ist, kann eine durchgehende Durchführung 44 in dem Röhrchen 42 angeordnet sein. Die an der Bodenplatte (nicht gezeigt) befestigte Seite des Röhrchens 42 kann eine Verbreiterung 45 in Form eines Fußes aufweisen. Die Verbreiterung 45 vergrößert die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte und kann so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte und dem Röhrchen 42 bewirken.
Das Röhrchen 42 kann an seiner der Verbreiterung 45 gegenüberliegenden Seite eine konische Spitze 46 aufweisen. Die konische Spitze 46 bewirkt, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus der Durchführung 44 abfließen kann. Die Durchführung 44 kann rotationssymmetrisch geformt sein und kann im Bereich der Verbreiterung 45 und der konischen Spitze 46 zylindrisch geformt sein. In der Durchführung 44 kann eine umlaufende kugelsegmentförmige Verdünnung 47 der Wandung der Durchführung 44 angeordnet sein. Die Verdünnung 47 der Wandung führt zu einer Verbreiterung 48 der Durchführung 44 im Bereich der Verdünnung 37. Die Verbreiterung 48 bewirkt eine Veränderung der Strömung einer Glasschmelze, die durch die Durchführung 44 fließt. Die Verbreiterung 48 kann beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius senkrecht zur Strömung in der Glasschmelze verändern. Insbesondere kann eine Durchmischung der Glasschmelze direkt vor dem Ausfließen aus der konischen Spitze 46 des Röhrchens 42 bewirkt werden.
Das Röhrchen 42 kann beginnend mit der Verbreiterung 45 auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) schichtweise aus einem Metallpulver, insbesondere aus einem Platin- Pulver oder einem Platin-Rhodium-Pulver, besonders bevorzugt aus einem Pulver aus PtRhlO DPH, aufgedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden mehrere dieser Röhrchen 42 auf die Bodenplatte gedruckt. In der Bodenplatte kann für jedes Röhrchen 42 ein Durchgang angeordnet sein (siehe Figur 9). Das Röhrchen 42 kann so auf der Bodenplatte positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass der Durchgang mit der Durchführung 44 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden.
Figur 6 zeigt eine sechste beispielhafte Ausführung eines Röhrchens 52, das auf eine Bodenplatte, die in Figur 6 nicht gezeigt ist, aufgedruckt werden kann, um eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse zu realisieren. Hierzu ist das Röhrchen 52 in Figur 6 in einer schematischen perspektivischen Querschnittansicht gezeigt. Wie in der Querschnittansicht gut zu erkennen ist, kann eine durchgehende Durchführung 54 in dem Röhrchen 52 angeordnet sein. Die an der Bodenplatte (nicht gezeigt) befestigte Seite des Röhrchens 52 kann eine Verbreiterung 55 in Form eines Fußes aufweisen. Die Verbreiterung 55 vergrößert die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte und kann so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte und dem Röhrchen 52 bewirken.
Das Röhrchen 52 kann an seiner der Verbreiterung 55 gegenüberliegenden Seite eine konische Spitze 56 aufweisen. Die konische Spitze 56 bewirkt, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus der Durchführung 54 abfließen kann. Die Durchführung 54 kann weitgehend zylindrisch geformt sein und im Bereich der Verbreiterung 55 und der konischen Spitze 56 vollständig zylindrisch geformt sein. In der Durchführung 54 kann ein Kern 57 in der Mitte, also auf der Zylinderachse der zylindrischen Durchführung 54 angeordnet sein. Der Kern 57 kann mit fünf Stegen 58 gehalten werden, wobei die Stege 58 den Kern 57 mit der Innenwand der Durchführung 54 verbinden. Die Stege 58 können dazu schräg gegen die vorgesehene Strömungsrichtung der Glasschmelze von der Innenwand der Durchführung 54 abstehen. Der Kern 57 und in gewissem Umfang auch die Stege 58 bewirken eine Veränderung der Strömung einer Glasschmelze, die durch die Durchführung 54 fließt. Der Kern 57 kann beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung in der Glasschmelze in der Mitte der Durchführung 54 bremsen. Insbesondere kann eine Durchmischung der Glasschmelze direkt vor dem Ausfließen aus der konischen Spitze 56 des Röhrchens 52 bewirkt werden.
Das Röhrchen 52 kann beginnend mit der Verbreiterung 55 auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) schichtweise aus einem Metallpulver, insbesondere aus einem Platin- Pulver oder einem Platin-Rhodium-Pulver, besonders bevorzugt aus einem Pulver aus PtRh10 DPH, aufgedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden mehrere dieser Röhrchen 52 auf die Bodenplatte gedruckt. In der Bodenplatte kann für jedes Röhrchen 52 ein Durchgang angeordnet sein (siehe Figur 9). Das Röhrchen 52 kann so auf der Bodenplatte positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass der Durchgang mit der Durchführung 54 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden.
Figur 7 zeigt eine siebte beispielhafte Ausführung eines Röhrchens 62, das auf eine Bodenplatte, die in Figur 7 nicht gezeigt ist, aufgedruckt werden kann, um eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse zu realisieren. Hierzu ist das Röhrchen 62 in Figur 7 in einer schematischen perspektivischen Querschnittansicht gezeigt. Wie in der Querschnittansicht gut zu erkennen ist, kann eine durchgehende zentrale Durchführung 64 in dem Röhrchen 62 angeordnet sein. Die an der Bodenplatte (nicht gezeigt) befestigte Seite des Röhrchens 62 kann eine Verbreiterung 65 in Form eines Fußes aufweisen. Die Verbreiterung 65 vergrößert die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte und kann so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte und dem Röhrchen 62 bewirken.
Das Röhrchen 62 kann an seiner der Verbreiterung 65 gegenüberliegenden Seite eine konische Spitze 66 aufweisen. Die konische Spitze 66 bewirkt, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus der zentralen Durchführung 64 abfließen kann. Die zentrale Durchführung 64 kann zylindrisch geformt sein. In der Wandung der zentralen Durchführung 64 können mehrere äußere durchgehende Durchführungen 67 angeordnet sein, die über Einmündungen 68 im Bereich der konischen Spitze 66 in die zentrale Durchführung 64 münden. Die äußeren Durchführungen 67 können rohrförmig sein und vorzugsweise bereichsweise zylindrisch sein. Die zentrale Durchführung 64 kann einen größeren Durchmesser aufweisen als die äußeren Durchführungen 67. Die Glasschmelze kann im Betrieb der Glasfaserdüse durch die zentrale Durchführung 64 und durch die äußeren Durchführungen 67 fließen. Es ist alternativ auch möglich, Luft oder ein anderes Gas zur Kühlung des Röhrchens 62 und/oder zur Veränderung der Glasschmelze oder zur Veränderung der Strömung der Glasschmelze durch die äußeren Durchführungen 67 fließen zu lassen. Insbesondere kann eine Durchmischung der Glasschmelze direkt vor dem Ausfließen aus der konischen Spitze 66 des Röhrchens 62 bewirkt werden.
Das Röhrchen 62 kann beginnend mit der Verbreiterung 65 auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) schichtweise aus einem Metallpulver, insbesondere aus einem Platin- Pulver oder einem Platin-Rhodium-Pulver, besonders bevorzugt aus einem Pulver aus PtRhl 0 DPH, aufgedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden mehrere dieser Röhrchen 62 auf die Bodenplatte gedruckt. In der Bodenplatte kann für jedes Röhrchen 62 ein Durchgang angeordnet sein (siehe Figur 9). Das Röhrchen 62 kann so auf der Bodenplatte positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass der Durchgang mit der zentralen Durchführung 64 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden oder dass der Durchgang mit der zentralen Durchführung 64 und den äußeren Durchführungen 67 fluchtet und so diese eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden. Figur 8 zeigt eine achte beispielhafte Ausführung eines Röhrchens 72, das auf eine Bodenplatte, die in Figur 8 nicht gezeigt ist, aufgedruckt werden kann, um eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse zu realisieren. Flierzu ist das Röhrchen 72 in Figur 8 in einer schematischen perspektivischen Querschnittansicht gezeigt. Wie in der Querschnittansicht gut zu erkennen ist, kann eine durchgehende Durchführung 74 in dem Röhrchen 72 angeordnet sein. Die an der Bodenplatte (nicht gezeigt) befestigte Seite des Röhrchens 72 kann eine Verbreiterung 75 in Form eines Fußes aufweisen. Die Verbreiterung 75 vergrößert die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte und kann so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte und dem Röhrchen 72 bewirken.
Das Röhrchen 72 kann an seiner der Verbreiterung 75 gegenüberliegenden Seite eine konische Spitze 76 aufweisen. Die konische Spitze 76 bewirkt, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus der Durchführung 74 abfließen kann. Die Durchführung 74 kann im nach Art eines Gewindes mit sehr steilem Gang geformt sein und ansonsten zylindrisch geformt sein. In der Durchführung 74 können hierzu mehrere umlaufende gewundene Nuten 77 der Wandung der Durchführung 74 angeordnet sein. Die gewundenen Nuten 77 können ein Drehmoment auf eine durch die Durchführung 74 fließende Glasschmelze übertragen und damit eine Veränderung der Strömung einer Glasschmelze bewirken, die durch die Durchführung 74 fließt. Insbesondere kann eine Durchmischung der Glasschmelze direkt vor dem Ausfließen aus der konischen Spitze 76 des Röhrchens 72 bewirkt werden.
Das Röhrchen 72 kann beginnend mit der Verbreiterung 75 auf einer Bodenplatte (nicht gezeigt) schichtweise aus einem Metallpulver, insbesondere aus einem Platin- Pulver oder einem Platin-Rhodium-Pulver, besonders bevorzugt aus einem Pulver aus PtRhl 0 DPH, aufgedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden mehrere dieser Röhrchen 72 auf die Bodenplatte gedruckt. In der Bodenplatte kann für jedes Röhrchen 72 ein Durchgang angeordnet sein (siehe Figur 9). Das Röhrchen 72 kann so auf der Bodenplatte positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass der Durchgang mit der Durchführung 74 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden.
Figur 9 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse. Die Glasfaserdüse kann eine Bodenplatte 81 mit mehreren Durchgängen 80 aufweisen. Auf der Unterseite der Bodenplatte 81 können mehrere Röhrchen 82, 92, die auch als Tips bezeichnet werden, angeordnet sein. Die Röhrchen 82, 92 können mit einem 3D-Druckverfahren auf die Unterseite der Bodenplatte 81 aufgedruckt werden. Hierfür kann ein Metallpulver (nicht gezeigt) mit Hilfe eines Lasers schichtweise geschmolzen, geschweißt oder gesintert werden, um die Röhrchen 82, 92 schichtweise auf der Bodenplatte 81 aufzubauen. Die Röhrchen 82, 92 können um die Durchgänge 80 herum gedruckt werden oder die Durchgänge 80 können nach dem Aufdrucken der Röhrchen 82, 92 in die Bodenplatte 81 gebohrt werden oder auf andere Weise in der Bodenplatte 81 erzeugt werden. Die Bodenplatte 81 kann eine Stufe 83 aufweisen, über die die Bodenplatte 81 mit umlaufenden Seitenwänden 89 verbunden sein kann, um einen Behälter für eine Glasschmelze (nicht gezeigt) für die Glasfaserdüse zu bilden. Jedes Röhrchen 82, 92 kann eine durchgehende Durchführung 84, 94 aufweisen, die bis zur Bodenplatte 81 reicht. Die Durchgänge 80 können innerhalb der Röhrchen 82, 92 in die Durchführungen 84, 94 münden. Die Durchgänge 80 können die Unterseite der Bodenplatte 81 mit der Oberseite der Bodenplatte 81 verbinden. Die Durchführungen 84, 94 können mit den Durchgängen 80 fluchten, so dass die Durchführungen 84, 94 mit den Durchgängen 80 eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden. Die Glasschmelze kann dann durch die Bodenplatte 81 und durch die Röhrchen 82, 92 aus den Durchführungen 84, 94 ausfließen. Beim anschließenden Erstarren der Glasschmelze werden Glasfasern gebildet.
Die Bodenplatte 81 selbst kann aus einem oxiddispersionsgehärteten Metall odereiner oxiddispersionsgehärteten Metalllegierung bestehen, insbesondere aus einem oxiddispersionsgehärteten Platin oder einer oxiddispersionsgehärteten Platin- Rhodium-Legierung, besonders bevorzugt aus PtRh10 DPH. Zur Härtung können hierbei keramische oder andre oxidische Partikel in dem Metall oder der Metalllegierung verteilt sein.
Die Röhrchen 82, 92 nach Figur 8 stellen neunte und zehnte beispielhafte Ausführungen dar, die auf die Bodenplatte 81 gedruckt sind. Die an der Bodenplatte 81 befestigten Seiten der Röhrchen 82, 92 können Verbreiterungen 85, 95 in Form von
Füßen aufweisen. Die Verbreiterungen 85, 95 vergrößern die Verbindungsfläche zu der Bodenplatte 81 und können so eine stabilere Verbindung zwischen der Bodenplatte 81 und den Röhrchen 82, 92 bewirken. Es kann auch vorgesehen sein, dass die gesamte Seite der Bodenplatte 81 , auf die die Röhrchen 82, 92 aufgedruckt sind (in Figur 8 unten), mit einer dünnen Schicht (in Figur 8 nicht zu sehen) bedruckt ist, die aus dem gleichen Material besteht wie die Röhrchen 82, 92.
Die Röhrchen 82, 92 können an ihren der Verbreiterung 85, 95 gegenüberliegenden Seiten konische Spitzen 86, 96 aufweisen. Die konische Spitzen 86, 96 bewirken, dass die Glasschmelze gleichmäßiger aus den Durchführungen 84, 94 abfließen kann. Die Durchführungen 84, 94 können rotationssymmetrisch geformt sein und im Bereich der Verbreiterungen 85, 95 und der konischen Spitzen 86, 96 zylindrisch geformt sein. In den Durchführungen 84, 94 können umlaufende wulstförmige Verdickungen 87, 97 der Wandungen der Durchführungen 84, 94 angeordnet sein. Die Verdickungen 87, 97 der Wandung führen zur Ausbildung von Verengungen 88, 98 in den Durchführungen 84, 94 im Bereich der Verdickungen 87, 97. Die Verengungen 88, 98 bewirken eine Veränderung der Strömung einer Glasschmelze, die durch die Durchführungen 84, 94 fließt. Die Verengungen 88, 98 können beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius senkrecht zur Strömung in der Glasschmelze verändern. Insbesondere kann eine Durchmischung der Glasschmelze direkt vor dem Ausfließen aus den konischen Spitzen 86, 96 des Röhrchens 82, 92 bewirkt werden. Das mittlere Röhrchen 92 weist eine schmalere Verengung 98 der Durchführung 94 auf als die Verengungen 88 der Durchführungen 84 der beiden äußeren Röhrchen 82. Flierdurch kann einer unterschiedlichen Strömung der Glasschmelze durch die Durchführungen 84, 94 in Abhängigkeit vom Abstand der Röhrchen 82, 92 zu den Seitenwänden 89
Rechnung getragen werden, um eine gleichmäßige Strömung der Glasschmelze und damit der erzeugten Glasfasern zu erreichen.
Die Röhrchen 82, 92 können beginnend mit der Verbreiterung 85, 95 auf die Bodenplatte 81 schichtweise aus einem Metallpulver, insbesondere aus einem Platin- Pulver oder einem Platin-Rhodium-Pulver, besonders bevorzugt aus einem Pulver aus PtRh10 DPH, gedruckt werden. Alternativ kann auch ein Metalldraht zusammen mit einem Laser Material Deposition-Verfahren (LMD-Verfahren) angewendet werden. Bevorzugt werden die Schichten zum Aufbau dieser Röhrchen 82, 92 derart auf die Bodenplatte 81 gedruckt, dass zwei örtlich zueinander benachbarte Röhrchen 82, 92 nicht zeitlich direkt nacheinander auf die Bodenplatte 81 gedruckt werden. Hierdurch kann die beim Druckprozess entstehende Wärme besser abfließen und es kommt weniger leicht zu einer lokalen Überhitzung der Bodenplatte 81. Dadurch kann eine ungewollte Verformung der Bodenplatte 81 vermieden werden. In der Bodenplatte 81 kann für jedes Röhrchen 82, 92 ein Durchgang 80 vorgesehen sein. Die Röhrchen 82, 92 können so auf der Bodenplatte 81 positioniert werden beziehungsweise aufgedruckt werden, dass jeder der Durchgänge 80 mit genau einer der Durchführungen 84, 94 fluchtet und so beide eine gemeinsame Leitung für die Glasschmelze bilden. Im Folgenden wird anhand von Figur 10 und Figur 9 der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens geschildert.
In einem ersten Arbeitsschritt 100 kann die Bodenplatte 81 durch Gießen aus der Schmelze hergestellt werden. Dabei können oxidische Partikel in der Schmelze verteilt werden oder erzeugt werden. Nach dem Erstarren der Schmelze kann in einem zweiten Arbeitsschritt 101 die Bodenplatte 81 durch Walzen und/oder durch eine weitere Temperaturbehandlung in Form gebracht und weiter gehärtet werden. Dabei kann auch die Stufe 83 in die Bodenplatte 81 eingebracht werden.
In einem optionalen dritten Arbeitsschritt 102 kann die Unterseite der Bodenplatte 81 nivelliert und/oder vorbehandelt sowie gereinigt werden, um sie anschließend bedrucken zu können.
In einem vierten Arbeitsschritt 103 kann die Bodenplatte 81 zum Bedrucken bereitgestellt werden. Hierbei kann die Bodenplatte 81 in einem 3D-Drucker befestigt werden. Es kann auch eine mit einem anderen Verfahren als mit dem im folgenden fünften Arbeitsschritt 104 angegebenen Verfahren hergestellte Bodenplatte 81 bereitgestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann also mit dem vierten Arbeitsschritt 103 beginnen.
In dem fünften Arbeitsschritt 104 können die Röhrchen 82, 92 schichtweise auf die Bodenplatte 81 gedruckt werden. Hierzu kann ein Pulver (nicht gezeigt) schichtweise mit einem Laser auf die Bodenplatte 81 beziehungsweise auf vorhergehende Schichten aufgeschmolzen, aufgesintert oder aufgeschweißt werden.
In einem optionalen sechsten Arbeitsschritt 105 kann die Oberfläche der Bodenplatte 81 mit den Röhrchen 82, 92 gereinigt, nachverdichtet, poliert oder beschichtet werden. Insbesondere kann eine keramische Beschichtung auf die aufgrund des 3D-Drucks raue Oberfläche der Unterseite der Bodenplatte (falls bedruckt) und auf die Außenseite der Röhrchen 82, 92 aufgebracht werden. in einem optionalen siebten Arbeitsschritt 106 kann die Bodenplatte 81 mit umlaufenden Seitenwänden 89 verschweißt werden oder auf andere Weise verbunden werden. Die Seitenwände 89 können zuvor mit dem gleichen Verfahren hergestellt werden wie die Bodenplatte 81.
Im Ergebnis erhält man eine erfindungsgemäße Glasfaserdüse. Die Seitenwände 89 und die Bodenplatte 81 können dabei einen Behälter für eine Glasschmelze bilden. Die Glasschmelze kann aus diesem Behälter durch die Durchgänge 80 und die Durchführungen 84, 94 ausfließen und so die Glasfasern gebildet werden. Mit dem gleichen Verfahren können auch Glasfaserdüsen mit Röhrchen mit anderen Geometrien hergestellt werden, wie beispielsweise die in den Figuren 2 bis 7 gezeigten Geometrien. Zudem können die Geometrien auch ohne weiteres beliebig gemischt werden.
Figur 11 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer Fierstellung einer erfindungsgemäßen Glasfaserdüse. Dabei können auf zwei Bodenplatten 111 mehrere Röhrchen 112 mit einem Laserverfahren aufgebaut werden. Die Bodenplatten 111 können Bleche aus dispersionsgehärtetem Platin oder dispersionsgehärteter PtRh10-Legierung sein. Im Aufbau befindliche halbfertige Röhrchen 113 auf den Bodenplatten 111 sind in Figur 11 ebenfalls dargestellt. Die Bodenplatten 111 können beidseitig auf einem Träger 114 befestigt sein und zwei Laser 116 können für den beidseitigen und parallelen Aufbau genutzt werden. Die Laserstrahlen 118 können zur additiven Fertigung die halbfertigen Röhrchen 113 treffen, so wie das in Figur 11 dargestellt ist. Der Träger 114 kann auf einem Ständer 120 befestigt sein.
Zur Umsetzung des Verfahrens können Laserauftragsschweißen (LMD - „Laser Metal Deposition“) oder eine 3D-Laserplattierung (DED - „Direct Energy Deposition“) angewendet werden. Bei Verfahren wie dem LMD und dem DED können auf zwei gegenüber angebrachten Bodenplatten 111 parallel Röhrchen 112 aufgebaut werden, um den Verzug zu reduzieren.
Die in der voranstehenden Beschreibung sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1, 81, 111 Bodenplatte 2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112 Röhrchen (Tip)
3, 83 Stufe
4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84, 94 Durchführung 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85, 95 Verbreiterung 16, 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, 96 Konische Spitze
27, 87, 97 Verdickung der Wandung
28, 88, 98 Verengung der Durchführung
37, 47 Verdünnung der Wandung
38, 48 Verbreiterung der Durchführung 39 Leisten
57 Kern
58 Steg
67 Durchführung
68 Einmündung 77 Gewundene Nut
80 Durchgang 89 Seitenwand
100, 101, 102, 103 Arbeitsschritt 104, 105, 106 Arbeitsschritt 113 Halbfertiges Röhrchen
114 Träger 116 Laser 118 Laserstrahl 120 Ständer

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Glasfaserdüsen, die zur Herstellung von Glasfasern aus einer Glasschmelze vorgesehen sind, das Verfahren aufweisend die Schritte:
A) Bereitstellen oder Herstellen einer Bodenplatte (1, 81, 111) aufweisend ein erstes Material, wobei das erste Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent und dispersionsverfestigt ist,
B) Aufdrucken zumindest eines Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) aus einem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte (1, 81, 111), wobei das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) jeweils mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) aufweist und wobei das zweite Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent ist, C) Erzeugen zumindest eines Durchgangs (80) in der Bodenplatte (1 , 81 , 111 ), wobei der zumindest eine Durchgang (80) durch die Bodenplatte (1, 81, 111) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) jeweils eines des zumindest einen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) derart verbunden wird, dass jeder des zumindest einen Durchgangs (80) durch die Bodenplatte (1 , 81 , 111 ) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) eines zugehörigen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) des zumindest einen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) eine gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitung bildet, die durch die Bodenplatte (1, 81, 111) und durch das zugehörigen Röhrchen (2, 12, 22,
32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) führt und wobei die Bodenplatte (1, 81, 111) mit einem anderen Verfahren hergestellt wird als das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (1, 81, 111) nicht mit einem Laserschmelzverfahren, einem Lasersinterverfahren, einem Elektronenstrahlschmelzverfahren oder einem Elektronenstrahlsinterverfahren hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (1 , 81 , 111 ) nicht mit einem schichtweisen 3D-Druckverfahren hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt A) ein Schritt A1 ) erfolgt
A1 ) Herstellen der Bodenplatte (1 , 81 , 111 ) mit einem Verfahren umfassend Schmelzgießen und/oder Walzen oder umfassend Schmelzgießen und anschließendes Walzen.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das erste Material ein metallisches Material verwendet wird, insbesondere ein oxiddispersionsgehärtetes metallisches Material, wobei das erste Material alle mit der Glasschmelze in Kontakt kommenden Oberflächen begrenzt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das erste Material ein dispersionsverfestigtes Edelmetall oder eine dispersionsverfestigte Edelmetall-Legierung verwendet wird, die mit keramischen Partikeln oder mit keramischen Zr02-Partikeln dispersionsverfestigt ist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das erste Material ein mit keramischen Partikeln, mit oxidischen keramischen Partikeln oder mit keramischen Zr02-Partikeln oxiddispersionsgehärtetes Platin oder oxiddispersionsgehärtete Platin- Rhodium-Legierung verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das erste Material eine mit keramischen Partikeln, mit keramischen Partikeln, mit oxidischen keramischen Partikeln oder mit keramischen Zr02- Partikeln oxiddispersionsgehärtete PtRhlO-Legierung verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material und/oder das zweite Material ein Metall oder eine Metalllegierung ist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material und/oder das zweite Material Platin oder eine Platin-Basis- Legierung odereine Platin-Rhodium-Legierung ist odereine PtRhlO-Legierung ist.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schritt A) und Schritt B) ein Schritt B1) erfolgt:
B1 ) Aufdrucken einer durchgehenden und/oder vollflächigen Beschichtung aus dem zweiten Material auf die Seite der Bodenplatte (1, 81, 111), wobei das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) in Schritt B) auf die durchgehende und/oder vollflächige Beschichtung der Bodenplatte (1, 81, 111) aufgedruckt wird. 12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt B) und nach Schritt C) ein Schritt D) erfolgt:
D) Beschichten der Außenseite des zumindest einen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) und der Seite der Bodenplatte (1 , 81 , 111 ), auf der das zumindest eine Röhrchen (2,
12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) aufgedruckt ist, mit einer Schutzschicht, insbesondere mit einer keramischen Schutzschicht.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch B) Aufdrucken eines Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) aus dem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte (1, 81, 111), wobei das Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) aufweist, und
C) vor Schritt B) oder nach Schritt B) Erzeugen eines Durchgangs (80) in der Bodenplatte (1, 81, 111), wobei der Durchgang (80) durch die Bodenplatte (1,
81, 111) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) des Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) derart verbunden wird, dass der Durchgang (80) durch die Bodenplatte (1, 81, 111) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) des Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72,
82, 92, 112) eine gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitung bildet, die durch die Bodenplatte (1, 81, 111) und durch das Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) führt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch
B) Aufdrucken mehrerer Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) aus dem zweiten Material auf eine Seite der Bodenplatte (1, 81, 111), wobei die Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) jeweils mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) aufweist, und
C) vor Schritt B) oder nach Schritt B) Erzeugen mehrerer Durchgänge (80) in der Bodenplatte (1 , 81 , 111 ), wobei die Durchgänge (80) durch die Bodenplatte (1, 81, 111) jeweils mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) jeweils eines der Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) derart verbunden wird, dass die Durchgänge (80) durch die Bodenplatte (1, 81, 111) mit wenigstens einem der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) eines jeweils einen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitungen bilden, die durch die Bodenplatte (1 , 81 , 111) und durch die Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) führen.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material eine höhere Warmfestigkeit und/oder eine höhere Kriechfestigkeit hat als das zweite Material.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material eine andere chemische Zusammensetzung aufweist als das zweite Material.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) mit einem selektiven Laserschmelzen (SLM), einem selektiven Lasersintern (SLS), einem selektiven Elektronenstrahlschmelzen (SEBM) einem Laserauftragsschweißen (LMD - „Laser Metal Deposition“), einer 3D- Laserplattierung (DED - „Direct Energy Deposition“) oder einem selektiven
Elektronenstrahlsintern (SEBS) auf die Bodenplatte (1, 81, 111) aufgedruckt wird.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufdrucken des zumindest einen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72,
82, 92, 112) in Schritt B) wenigstens eine der folgenden geometrischen Spezifikationen erfüllt wird:
1. der Querschnitt der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) ist nicht kreisrund;
2. das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) weist eine Veränderung der Wandstärke in axialer Richtung auf;
3. die Wandung der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) hat eine höhere Rauhigkeit als die Oberfläche der Bodenplatte (1, 81, 111);
4. das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) ist doppelwandig oder mehrwandig;
5. die mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) weist eine Verengung (28, 88, 98) oder eine Verbreiterung (38, 48) auf; und
6. das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) neben der mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) Kanäle zum Heizen oder Kühlen des Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) mit einem Heizmedium oder Kühlmedium, wobei das Heizmedium oder Kühlmedium flüssig oder gasförmig ist.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt B) zumindest die Seite der Bodenplatte (1, 81, 111), auf die das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) in Schritt
B) aufgedruckt wird, gereinigt, gewalzt, geschliffen, nivelliert und/oder gerichtet wird, insbesondere feingerichtet und/oder feingewalzt und gereinigt wird.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt B) mindestens drei Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) auf die Bodenplatte (1, 81, 111) aufgedruckt werden und beim Aufdrucken die Reihenfolge der nacheinander gedruckten Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) derart gewählt wird, dass eine mechanische Verspannung der Bodenplatte (1, 81, 111) durch eine thermische lokale Belastung beim
Ausdrucken gering gehalten wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische lokale Belastung beim Ausdrucken dadurch gering gehalten wird, dass keine direkt benachbarten Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72,
82, 92, 112) zeitlich direkt nacheinander gedruckt werden.
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt B) die Form der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54,
64, 67, 74, 84, 94) in dem zumindest einen Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) abweichend von einer zylindrischen Geometrie gewählt wird oder eine Brechung einer ansonsten zylindrischen Geometrie enthält.
23. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Form der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) in dem zumindest einen Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) derart gewählt wird, dass eine Durchmischung oder ein Drall auf eine durch die mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84,
94) fließende Glasschmelze bewirkt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) mehrere Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) sind und die
Durchführungen (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) verschiedener Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) unterschiedliche Formen aufweisen, insbesondere in Abhängigkeit von der Position des Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) auf der Bodenplatte (1, 81, 111).
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt B) das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) mit einer Verbreiterung (15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85, 95) als Verbindung zur Bodenplatte (1 , 81 , 111 ) auf die Bodenplatte (1, 81, 111) aufgedruckt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbreiterung (15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85, 95) eine Vergrößerung der Verbindungsfläche zwischen dem zumindest einen Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) und der Bodenplatte (1, 81, 111) bewirkt.
27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt B) ein pulverförmiges zweites Material oder ein drahtförmiges zweites Material verwendet wird.
28. Glasfaserdüse zur Fierstellung von Glasfasern aus einer Glasschmelze, die Glasfaserdüse aufweisend eine Bodenplatte (1, 81, 111), die ein erstes Material aufweist oder aus dem ersten Material besteht, wobei das erste Material gegen eine Glasschmelze chemisch resistent und dispersionsverfestigt ist, zumindest ein Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112), das aus einem zweiten Material gedruckt ist, wobei das zumindest eine Röhrchen (2,
12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) auf einer Seite der Bodenplatte (1, 81, 111) aufgedruckt ist, wobei das zumindest einen Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) jeweils mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) aufweist und wobei das zweite Material gegen die Glasschmelze chemisch resistent ist, wobei in der Bodenplatte (1, 81, 111) zumindest ein Durchgang (80) angeordnet ist, wobei der zumindest eine Durchgang (80) durch die Bodenplatte (1, 81, 111) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) jeweils eines des zumindest einen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) derart verbunden ist, dass jeder des zumindest einen Durchgangs (80) durch die Bodenplatte (1 , 81 , 111 ) mit wenigstens einer der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) eines zugehörigen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) des zumindest einen Röhrchens (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) eine gemeinsame und für die Glasschmelze durchgängige Leitung bildet, die durch die Bodenplatte (1, 81, 111) und durch das zugehörigen Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) führt, wobei die Bodenplatte (1 , 81 , 111 ) mit einem anderen Verfahren hergestellt ist als das zumindest eine Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112).
29. Glasfaserdüse nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass Wandungen des zumindest einen Durchgangs (80) von dem ersten Material begrenzt sind und Wandungen der mindestens einen Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) von dem gedruckten zweiten Material begrenzt sind.
30. Glasfaserdüse nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaserdüse mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26 hergestellt ist.
31. Verfahren zur Herstellung von Glasfasern aus einer Glasschmelze mit einer Glasfaserdüse nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschmelze durch den zumindest einen Durchgang (80) in einer
Bodenplatte (1, 81, 111) und durch die mindestens eine Durchführung (4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 67, 74, 84, 94) in dem zumindest einen auf die Bodenplatte (1, 81, 111) aufgedruckten Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) fließt und nach dem Ausfließen aus dem zumindest einen Röhrchen (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112) zu zumindest einer Glasfaser erstarrt.
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