EP4237178A1 - Behälteranordnung einer entpackungsvorrichtung für eine fertigungsvorrichtung, entpackungsvorrichtung mit einer derartigen behälteranordnung sowie fertigungsvorrichtung - Google Patents

Behälteranordnung einer entpackungsvorrichtung für eine fertigungsvorrichtung, entpackungsvorrichtung mit einer derartigen behälteranordnung sowie fertigungsvorrichtung

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EP4237178A1
EP4237178A1 EP21791318.5A EP21791318A EP4237178A1 EP 4237178 A1 EP4237178 A1 EP 4237178A1 EP 21791318 A EP21791318 A EP 21791318A EP 4237178 A1 EP4237178 A1 EP 4237178A1
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EP
European Patent Office
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container
construction
drive
lid
space
Prior art date
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Pending
Application number
EP21791318.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel GIEK
Wolfgang Laib
Christos ISPIKOUDIS
Manuel GENG
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Trumpf Laser und Systemtechnik SE
Original Assignee
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH filed Critical Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a container arrangement of an unpacking device for a manufacturing device for the additive manufacturing of a three-dimensional component by selective solidification of powder-like building material (building material powder),
  • the construction container • with a construction container for the production device, the construction container having a construction space which is designed to simultaneously accommodate the component produced in the construction space from building material powder and loose building material powder in an inert atmosphere,
  • the invention also relates to an unpacking device provided with such a container arrangement for a manufacturing device for the additive manufacturing of a three-dimensional component by selective solidification of powder-like building material and a manufacturing device with an unpacking device of the type mentioned.
  • the building container contains, after completion of a manufacturing process, not only the component produced during the manufacturing process but also loose building material powder due to the process. By unpacking the component, the loose building material powder is recovered for reuse in subsequent manufacturing processes.
  • the building material powder used for additive manufacturing must be protected as far as possible from harmful environmental influences.
  • oxidation of the building material powder should be avoided.
  • the manufacturing process not only must the manufacturing process be carried out in an inert atmosphere, but also when unpacking a previously manufactured component from loose building material powder remaining in the building container of the manufacturing process, harmful environmental influences on the building material powder recovered for future manufacturing processes must be prevented.
  • EP 3 068 606 Bl discloses a laser melting device with an unpacking station.
  • a three-dimensional object is produced in a building container that is open at the top, with building material powder being selectively melted and solidified.
  • the construction container which is open at the top, with the object contained therein and with the remaining loose building material powder is transported to the unpacking station and placed there in a frame that can be rotated about a horizontal axis of rotation.
  • On the frame there is a container lid provided with a closable outlet opening, which the construction container after Insertion into the frame closed at the top.
  • the construction container inserted into the frame is transferred into a position in which the outlet opening of the container lid of the construction container points downwards in the direction of gravity.
  • the container lid of the construction container is docked onto a collecting container, which is provided with a container lid with a collecting opening pointing upwards.
  • the loose build material powder flows under gravity from the build container into the collection container.
  • the collection container and the construction container docked to it form a closed and gas-tight interior space that can be filled with protective gas.
  • the object arranged in the construction container can be unpacked from the loose building material powder under a protective gas atmosphere.
  • the loose building material powder contained in the building container which is open at the top, is exposed to oxidation processes.
  • the object of the present invention is to enable the recovery of building material powder contained in a building container of a manufacturing device for additive manufacturing of a three-dimensional component after completion of a manufacturing process, without the quality of the building material powder deteriorating due to harmful environmental influences, for example due to oxidation processes.
  • the construction container has an openable and closable container cover which, in the closed state, seals off a construction space of the construction container from its surroundings.
  • the lid of the construction container is closed after completion of a manufacturing process, which is carried out on the open construction container in an inert atmosphere and at the end of which the construction space of the construction container contains the component produced and loose building material powder in an inert atmosphere. atmosphere.
  • inert gases that are customary are nitrogen or argon, depending on the application.
  • the construction container closed with the container lid can also be transported through an oxygen-containing environment after the production process without the quality of the building material powder contained in the construction container being impaired by oxidation processes.
  • the building container In order to recover the building material powder contained in the building container by unpacking the component arranged in the building space, the building container is tightly connected to a collecting container of the container arrangement according to the invention.
  • the container arrangement On the inside, the container arrangement has an interior which is formed by the construction space of the construction container, which is initially hermetically sealed by the closed container lid, and by a part on the collecting container side, which in turn comprises the collecting space of the collecting container.
  • the part of the interior of the container arrangement on the collection container side has a connection for an inert gas supply and can be filled with an inert atmosphere by means of the inert gas supply when the container lid of the construction container is closed.
  • the initially still closed container cover of the construction container is opened by means of an opening device which can be actuated from outside the interior of the container arrangement with an opening movement in the direction of the collecting space of the collecting container.
  • an opening device which can be actuated from outside the interior of the container arrangement with an opening movement in the direction of the collecting space of the collecting container.
  • the container arrangement can be aligned, for example, in such a way that the building material powder, following gravity, reaches the collecting space of the collecting container from the building space of the building container.
  • the building material powder can be sucked out of the collecting space of the collecting container, for example under inert ambient conditions, and for use in a subsequent manufacturing process.
  • the opening device for the container lid of the construction container has, according to patent claim 2, a drive device that can be actuated from outside the interior of the container arrangement and a coupling provided in the part of the interior of the container arrangement on the collecting container side, via which the drive device of the opening device and the container lid of the Construction container a drive connection can be made.
  • the coupling in the part of the interior of the container arrangement on the collecting container side comprises a drive-side coupling element that can be driven by means of the drive device and a cover-side coupling element assigned to the container cover.
  • the coupling is in a coupling state and the drive device of the opening device according to the invention can bring about the opening movement of the container cover of the building container.
  • the drive-side coupling element and the cover-side coupling element are mutually separated, the coupling is in a non-functional state and the container cover of the construction container is decoupled from the drive device of the movement device according to the invention.
  • Conceivable drive devices are, in particular, a spindle drive that can be actuated from outside the interior of the container arrangement (patent claim 3) or a drive device that can be actuated from outside the interior of the container arrangement and has a drive shaft whose shaft axis runs parallel to a main plane of the closed container lid (patent claim 4).
  • a coupling can be provided between a threaded spindle of the spindle drive and the container cover of the construction container, which on the one hand, for example in an axial extension of the threaded spindle, has a coupling projection and on the other hand, for example on the container cover, has a coupling receptacle.
  • the coupling projection can be releasably fixed in the coupling receptacle for transferring the coupling into the coupled state by means of a corresponding switching process, for example by expanding the cross section of the coupling projection.
  • a drive shaft running parallel to the closed container lid is provided with a coupling arm which is non-rotatably connected to the drive shaft about a shaft axis and which extends in the radial direction of the shaft axis over the upper side of the container lid.
  • the coupling arm can be flat and completely or approximately congruent with the container lid to be opened.
  • Coupling elements of the coupling provided between the drive shaft and the container lid are provided on the one hand on the coupling arm and on the other hand on the container lid and can be connected to one another to convert the coupling into the coupling state (claim 5).
  • a conventional quick release connection is provided (claim 6), which comprises a coupling projection as a coupling element on one of the components to be coupled and a coupling ring receiving the coupling projection and provided with a toggle lever mechanism as a coupling element on the other of the components to be coupled to one another.
  • the coupling arm connected to the container lid preferably forms a structural unit with the container lid, which is detachably connected to the drive shaft of the drive device.
  • the unit consisting of the coupling arm and the container lid can be handled separately, for example for cleaning purposes.
  • the container lid which has been moved into a pivoted open position by means of the drive shaft, can be locked in the pivoted open position (patent claim 7). Locking the swivel-open container lid is recommended, particularly with regard to the processes following the opening of the construction space of the construction container. In particular, a transfer of the container arrangement with the opened container lid into a position in which the building material powder can leave the building space of the building container under the effect of gravity is conceivable.
  • the locking of the container lid according to the invention prevents uncontrolled movements of the container lid that would otherwise have to be feared.
  • the container lid is preferably locked by locking the drive shaft against rotary movements about the shaft axis.
  • the locking of the drive shaft against rotation about the shaft axis causes the container lid to be locked against leaving the pivoted open position occupied by the container lid (patent claim 8).
  • the drive shaft is preferably locked outside the interior of the container arrangement and can then also be released again from outside the interior of the container arrangement.
  • the container lid locked in the pivoted open position can be inclined at an acute angle to the horizontal in the direction of gravity if the container arrangement is aligned appropriately on the support structure of the unpacking device (claim 14).
  • the opened container lid forms an inclined plane over which the loose building material powder coming from the building space of the opened building container can flow into the collection container. Undesirable deposits of building material powder on the side of the container lid facing the building space of the building container are avoided in this case.
  • a further type of invention provides that the drive-side coupling element and the lid-side coupling element of the coupling are parallel relative to one another when the container lid is closed can be positioned relative to the main plane of the closed container lid (claim 10).
  • the coupling elements Due to the mutual positioning of the drive-side and the cover-side coupling element, the coupling elements are transferred to a ready-to-couple state, from which only one switching operation is required, in the case of the quick-release connection according to the invention the actuation of the toggle lever mechanism, in order to establish a drive connection between the drive device of the movement device according to the invention and to produce the container lid to be opened.
  • the feature of the invention serves in particular to retrofit existing unpacking devices with the movement device according to the invention for opening the container lid of the construction container in an inert environment Patent claim 11, according to which the opening device according to the invention forms a device module which is arranged between the construction container and the collecting container of the container arrangement of the unpacking device.
  • the container arrangement in a further development of the unpacking device according to the invention is mounted on the support structure such that it can rotate about an axis which runs perpendicular to the closed container lid of the construction container (patent claim 13).
  • the unpacking process can be supported by causing the component to be unpacked to vibrate.
  • a preferred design of the production device according to the invention uses an inert gas supply for the inerting of the part of the interior of the container arrangement on the collection container side when the container lid of the construction container is closed, which also serves to provide an inert atmosphere in a screening station of the production device (claim 16).
  • Figure la shows a container arrangement of an unpacking device for a manufacturing device for the additive manufacturing of three-dimensional components by selective solidification of powder-like building material with a movement device of the first type for opening a container lid of a building container of the container arrangement
  • FIG. 1b shows the container arrangement according to FIG. 1b with a transparent wall of the container arrangement
  • Figures 2a to 2f schematic representations to illustrate the processes when unpacking a component contained in the container arrangement according to Figures la and lb from loose building material powder and Figure 3 shows a movement device of the second type for the container arrangement of an unpacking device of the type shown in Figures la and lb.
  • the opening device 4 is provided on a support structure 5, shown in detail in FIGS. 2b and 2f, of an unpacking device 6 provided with the container arrangement 1.
  • the building container 2 was previously arranged in a process chamber of a manufacturing device 7, which is shown in outline in FIGS. 2b and 2f, for the additive manufacturing of three-dimensional components by selective solidification of powder-like building material.
  • the basic structure and the basic mode of operation of the production device 7 are described in detail in WO 2019/086231 A1, for example.
  • a three-dimensional component 9 was produced in a construction space 8 of the construction container 2 in the usual way from construction material powder, in the present example from metal powder.
  • the component 9 is attached to a substrate plate 10 which can be raised and lowered in the construction space 8 of the construction container 2 along a vertical infeed axis 11 .
  • the manufacturing process is carried out in the process chamber of the manufacturing device 7 with the construction container 2 open at the top in an inert atmosphere, in this case in a nitrogen atmosphere.
  • the construction container 2 is closed with a container cover 12 in the process chamber.
  • the container lid 12 is placed loosely on an edge 13 of a container opening 14 . Due to a corresponding positive fit between the container lid 12 and the edge 13 of the container opening 14 and by means of a sealing ring running in the circumferential direction of the container lid 12, in the example shown, the installation space 8 of the construction container 2, including the inert atmosphere contained therein, is sealed off from the environment by the closed container lid 12 sealed.
  • a non-positive fit between the loosely placed container lid 12 and the edge 13 of the container opening 14 can be used to seal the construction space 8 of the construction container 2 . Due to the dead weight of the container lid 12 , the frictional connection can result directly between correspondingly configured, for example conical, contact surfaces of the container lid 12 and the edge 13 of the container opening 14 . A non-positive connection due to a flat gasket inserted between the container lid 12 and the edge 13 of the container opening 14 is also conceivable.
  • the installation space 8 contains loose building material powder in addition to the component 9 produced there and the inert atmosphere of the manufacturing process.
  • the filling level of the loose building material powder inside the building space 8 of the building container 2 reaches at least up to the upper end of the component 9 remote from the substrate plate 10.
  • up to the level of the upper end of the component 9 pending loose building material powder further layers of building material powder applied as protective layers for the underlying building material powder.
  • these protective layers inside the construction container 2 would be exposed to harmful environmental influences without the closed container lid 12 during transport of the construction container 2 from the process chamber of the production device 7 to the unpacking device 6 .
  • FIGS. 2a to 2f An inert atmosphere is symbolized in FIGS. 2a to 2f by stippling in the relevant spaces of the container arrangement 1.
  • the loose building material powder is not shown in detail in the drawings.
  • the construction container 2 is removed from the process chamber of the production device 7 and, with the container lid 12 still closed, transported through an oxygen-containing environment to the Unpacking device 6 transported and used there in the support structure 5 ( Figure 2b).
  • the loosely placed container lid 12 can be locked in the sealing position on the rim 13 of the construction container 2 during transport to prevent the container lid 12 from being lost or undesirably slipping.
  • the locking of the container lid 12 is optionally released again.
  • the support structure 5 is provided with the opening device 4 .
  • the construction container 2 is connected gas-tight to an annular wall 16 of the opening device 4 with the edge 13 of the container opening 14 . Together with the opening device 4 , the construction container 2 is mounted on a rotating ring 18 of a container holder 19 of the support structure 5 that can be rotated about a vertical axis of rotation 17 .
  • the opening device 4 is used to lift the container lid 12 from the edge 13 of the container opening 14.
  • the opening device 4 comprises a drive device 20 and a coupling 21 provided between the drive device 20 and the container lid 12.
  • the coupling 21 is designed as a conventional quick-release connection with a coupling ring 22 as a drive-side coupling element and a coupling projection 23 as a cover-side coupling element ( Figure lb).
  • the clutch ring 22 is mounted together with a conventional toggle mechanism for its actuation on a clutch arm 24 which in turn is seated on a drive shaft 25 of the drive device 20 and is non-rotatably connected to the drive shaft 25 about a shaft axis 26 .
  • the connection between the clutch arm 24 and the drive shaft 25 is detachable.
  • the coupling projection 23 is part of the container lid 12.
  • the clutch arm 24 and the container lid 12 can be clamped or released from one another by means of the toggle lever mechanism and the clutch 21 formed by the clutch ring 22 and the clutch projection 23 can thereby be switched to a clutch state or to a release state.
  • the coupling ring 22 and the coupling projection 23 parallel to a main plane 45 of the
  • a part of the coupling arm 24 that is provided with the coupling ring 22 and the associated toggle lever mechanism can be positioned relative to the rest of the coupling arm 24 parallel to the main plane 45 of the container lid 12 .
  • the drive shaft 25 can be driven about the shaft axis 26 by means of a hand lever 27 which runs perpendicular to the shaft axis 26 and is non-rotatably mounted on the drive shaft.
  • the coupling arm 24 of the container opening 14 is secured by corresponding Activation of the hand lever 27 is pivoted against the container lid 12 via the drive shaft 25 rotated about the shaft axis 26, and by means of the toggle lever mechanism a connection is established between the drive-side coupling ring 22 and the lid-side coupling projection 23 of the coupling 21 ( Figure 2c).
  • the container lid 12 is still closed and continues to seal the construction space 8 of the construction container 2 and the inert atmosphere of the construction space 8 contained therein against the environment.
  • the funnel-shaped collection container 3 is placed on the wall 16 of the opening device 4, as indicated in FIG. 2c. After placement, the collecting container 3 is tightly connected to the opening device 4 by means of a clamping ring 28 (FIG. 1a).
  • FIGS. 1a and 1b The conditions shown in detail in FIGS. 1a and 1b thus result.
  • the inert atmosphere inside the construction space 8 is not shown in FIG.
  • the construction space 8 of the construction container 2 containing the previously produced component 9 and loose building material powder in an inert atmosphere is now sealed by the closed container lid 12 against an interior space 29 of the opening device 4 and a collecting space 30 of the funnel-shaped collecting container 3 ( Figure 1b).
  • the interior 29 of the opening device 4 and the collecting space 30 of the collecting container 3 form a part 31 on the collecting container side an interior space 32 of the container arrangement 1 formed by the installation space 8 of the construction container 2, the interior space 29 of the opening device 4 and the collection space 30 of the collection container 3.
  • the hand lever 27 is attached to one of the ends of the drive shaft 25 lying outside the interior space 29 .
  • a valve arrangement 33 is placed on the outside of the wall 16 of the opening device 4 .
  • An inlet side of the valve arrangement 33 is connected to an inert gas supply 34 of the production device 7 .
  • the inert gas supply 34 also serves to provide the inert atmosphere required for the manufacturing process in the process chamber of the manufacturing device 7, specifically in a screening station of the process chamber.
  • the valve assembly 33 also includes an oxygen sensor not shown in detail in the figures.
  • the inert gas supply 34 of the production device 7, with the container cover 12 of the building container 2 closed, supplies an inert atmosphere to the part 31 of the interior 32 of the container arrangement 1 on the collecting container side, and the atmosphere in the part 31 on the collecting container side
  • the oxygen-containing atmosphere previously contained in the interior 32 is displaced from the part 31 of the interior 32 on the collection container side.
  • the supply of inert gas is stopped as soon as the oxygen sensor of the valve arrangement 33 detects an oxygen-free or at least approximately oxygen-free atmosphere inside the part 31 of the interior space 32 on the collection container side.
  • the resulting conditions are shown in Figure 2d.
  • the drive device 20 of the opening device 4 is now actuated by means of the hand lever 27 from outside the interior 32 of the container arrangement 1, and by pivoting the coupling arm 24 about the shaft axis 26 of the drive shaft 25, the container lid 12 is opened lifted off the edge 13 of the container opening 14 with an opening pivoting movement into the pivoted open position according to FIG. 2e.
  • a manually operated latching device is provided with a latching pin, which is guided outside of the interior space 32 of the container arrangement 1 on the wall 16 of the opening device 4 in the radial direction of the drive shaft 25 and which is used to lock the drive shaft 25 under by the action of a detent spring in a detent opening of the drive shaft 25 engages.
  • the locking pin must be manually withdrawn from the locking opening of the drive shaft 25 against the action of the locking spring.
  • the construction space 8 of the construction container 2 is now connected to the collection space 30 of the collection container 3 via the interior space 29 of the opening device 4 .
  • the substrate plate 10 with the component 9 fastened to it is locked in the position shown in FIG. 2e inside the construction container 2.
  • the container arrangement 1 By rotating the container holder 19 of the unpacking device 6 about a horizontal container pivot axis 35 (FIGS. 2b, 2f), the container arrangement 1 is now pivoted from the initial position assumed up to now into an unpacking position illustrated in FIG. 2f.
  • the loose building material powder contained in the building space 8 of the building container 2 up to this point can now flow into the collecting space 30 of the collecting container 3 .
  • the container lid 12 locked in the open position acts as an inclined plane along which the loose building material powder moves.
  • the container arrangement 1 can be rotated about the axis of rotation 17 of the container holder 19 when the container lid 12 is open.
  • the component 9 can be made to vibrate via the substrate plate 10 .
  • a suction device (not shown) is connected to a valve arrangement 36 at the top of the collecting container 3. line connected, via which the loose building material powder which has entered the collecting space 30 of the collecting container 3 from the construction space 8 of the construction container 2 is sucked off.
  • the container arrangement 1 is pivoted about the horizontal container pivot axis 35 from the unpacking position back into the starting position.
  • the clamping ring 28 fixing the collecting container 3 to the opening device 4 is released and the collecting container 3 is removed from the remaining container arrangement 1 .
  • the container lid 12 and the coupling arm 24 fixed to the container lid 12 via the coupling 21 are now separated as a structural unit from the drive shaft 25 of the drive device 20 by the detachable connection between the drive arm 24 and the drive shaft 25 being released.
  • the container opening 14 of the construction container 2 is free for the component 9 to be removed.
  • the component 9 in the construction space 8 of the construction container 2 is lifted from the position shown in the figures to a position close to the container opening 14 by means of a conventional lifting device acting on the substrate plate 10 . Starting from the position close to the container opening 14, the component 9 is finally manually removed from the construction container 2.
  • FIG. 4 An opening device 40 that differs from the opening device 4 of FIGS. 1a to 2f in terms of construction is shown in FIG.
  • the opening device 40 comprises a drive device 41 and a coupling 42 between the drive device 41 and the container lid 12 of the construction container 2.
  • a spindle drive with a threaded spindle 43 is provided as the drive device 41 .
  • a spindle axis 44 of the threaded spindle 43 runs perpendicular to the main plane 45 of the closed container lid 12 indicated by dash-dotted lines in FIG.
  • a coupling projection 47 on a cover-side end of the threaded spindle 43 is provided as a drive-side coupling element and engages in a coupling receptacle 48 which in turn is open to the coupling projection 47 of the threaded spindle 43 and is attached as a cover-side coupling element of the coupling 42 on the upper side of the container cover 12.
  • the coupling projection 47 of the threaded spindle 43 can be effectively fixed by expanding its cross section in the coupling receptacle 48 along the spindle axis 44 and the coupling 42 formed by the coupling projection 47 and the coupling receptacle 48 can thereby be transferred to the coupled state.
  • a hand crank 49 is attached to the threaded spindle 43 outside the interior 32 of the container arrangement 1 in order to actuate the drive device 41 . If the clutch 42 is switched to the clutch state and the hand crank 49 is used to rotate the threaded spindle 43 in an opening direction of rotation, the container lid 12 is opened with a linear opening movement along the spindle axis 44 .
  • the container cover 12 is removed from the remaining container arrangement 1 as a structural unit with the collection container 3 .
  • the handling of the container arrangement 1 provided with the opening device 40 corresponds to the handling of the container arrangement 1 with the opening device 4 described in detail above.

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Abstract

Eine Behälteranordnung (1) einer Entpackungsvorrichtung für eine Fertigungsvorrichtung zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils (9) durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial (Baumaterialpulver) umfasst einen Baubehälter (2) mit einem Bauraum (8) und einen mit dem Baubehälter (2) lösbar verbundenen Auffangbehälter (3) mit einem Auffangraum (30). Der Baubehälter (2) weist für den Bauraum (8) einen Behälterdeckel (12) auf, der im geschlossenen Zustand den Bauraum (8) und eine darin befindliche inerte Atmosphäre gegen die Umgebung abdichtet. Außerhalb des Baubehälters (2) ist im Innern der Behälteranordnung (1) ein auffangbehälterseitiger Teil (31) eines Innenraums (32) der Behälteranordnung (1) vorgesehen. Mittels einer von außerhalb des Innenraums (32) der Behälteranordnung (1) betätigbaren Öffnungsvorrichtung (4) für den Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) ist bei mit einer inerten Atmosphäre gefülltem auffangbehälterseitigem Teil (31) des Innenraums (32) der Behälteranordnung (1) der geschlossene Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) öffenbar und dadurch der Bauraum (8) des Baubehälters (2) mit dem Auffangraum (30) des Auffangbehälters (3) verbindbar. 20 Eine Entpackungsvorrichtung ist mit einer Behälteranordnung (1) der vorgenannten Art versehen. Eine Fertigungsvorrichtung weist eine derartige Entpackungsvorrichtung auf.

Description

mit einer derartigen Behälteranordnuna sowie Ferti-
Die Erfindung betrifft eine Behälteranordnung einer Entpackungsvorrichtung für eine Fertigungsvorrichtung zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial (Baumaterialpulver),
• mit einem Baubehälter für die Fertigungsvorrichtung, wobei der Baubehälter einen Bauraum aufweist, welcher zur gleichzeitigen Aufnahme des in dem Bauraum aus Baumaterialpulver erzeugten Bauteils und von losem Baumaterialpulver in einer inerten Atmosphäre ausgebildet ist,
• mit einem mit dem Baubehälter lösbar verbundenen Auffangbehälter, der einen Auffangraum zur Aufnahme von aus dem Bauraum des Baubehälters stammendem losem Baumaterialpulver aufweist sowie
• mit einem Innenraum, der von dem Bauraum des Baubehälters und einem außerhalb des Bauraums des Baubehälters angeordneten auffangbehälterseitigen und den Auffangraum des Auffangbehälters aufweisenden Teil ausgebildet ist und der gegen die Umgebung der Behälteranordnung abgedichtet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einer derartigen Behälteranordnung versehene Entpackungsvorrichtung für eine Fertigungsvorrichtung zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial sowie eine Fertigungsvorrichtung mit einer Entpackungsvorrichtung der genannten Art.
Bei der additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial in einem Baubehälter enthält der Baubehälter nach Abschluss eines Fertigungsprozesses neben dem im Rahmen des Fertigungsprozesses erzeugten Bauteil prozessbedingt auch loses Baumaterialpulver. Durch Entpacken des Bauteils wird das lose Baumaterialpulver zur Wiederverwendung in nachfolgenden Fertigungsprozessen zurückgewonnen.
An die Qualität des für die additive Fertigung eingesetzten Baumaterialpulvers werden je nach Anwendungsfall sehr hohe Anforderungen gestellt. Etwa bei medizintechnischen Anwendungen oder bei Anwendungen der Luft- und Raumfahrttechnik ist das für die additive Fertigung eingesetzte Baumaterialpulver weitestmöglich vor schädlichen Umgebungseinflüssen zu schützen. Zu vermeiden ist insbesondere eine Oxidation des Baumaterialpulvers. Infolgedessen muss nicht nur der Fertigungsprozess in einer inerten Atmosphäre durchgeführt werden, sondern auch beim Entpacken eines zuvor gefertigten Bauteils von in dem Baubehälter des Fertigungsprozesses verbliebenem losem Baumaterialpulver sind schädliche Umgebungseinflüsse auf das für künftige Fertigungsprozesse zurückgewonnene Baumaterialpulver zu verhindern.
Gattungsgemäßer Stand der Technik ist offenbart in EP 3 068 606 Bl. Dieses Dokument offenbart eine Laserschmelzvorrichtung mit einer Auspackstation. In einer Prozesskammer der Laserschmelzvorrichtung wird in einem nach oben offenen Baubehälter unter selektivem Aufschmelzen und Verfestigen von Baumaterialpulver ein dreidimensionales Objekt erzeugt. Nach Beendigung des Fertigungsprozesses wird der nach oben offene Baubehälter mit dem darin enthaltenen Objekt und mit dem verbliebenen losen Baumaterialpulver zu der Auspackstation transportiert und dort in ein um eine horizontale Drehachse drehbares Gestell eingesetzt. An dem Gestell befindet sich ein mit einer verschließbaren Auslassöffnung versehener Behälterdeckel, welcher den Baubehälter nach dem Einsetzen in das Gestell nach oben verschließt. Durch Drehen des Gestells der Auspackstation um die horizontale Drehachse wird der in das Gestell eingesetzte Baubehälter in eine Stellung überführt, in welcher die Auslassöffnung des Behälterdeckels des Baubehälters in Schwerkraftrichtung nach unten zeigt. Gleichzeitig wird der Behälterdeckel des Baubehälters an einen Auffangbehälter angedockt, der mit einem Behälterdeckel mit einer nach oben weisenden Auffangöffnung versehen ist. Unter Entpacken des in dem Baubehälter angeordneten Objekts fließt das lose Baumaterialpulver unter Schwerkraftwirkung aus dem Baubehälter in den Auffangbehälter. Der Auffangbehälter und der daran angedockte Baubehälter bilden einen geschlossenen und gasdichten Innenraum aus, der mit Schutzgas gefüllt sein kann. Ist der Innenraum des Auffangbehälters und des Baubehälters mit Schutzgas gefüllt, kann das Entpacken des in dem Baubehälter angeordneten Objekts von dem losen Baumaterialpulver unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden. Während des Transports von der Laserschmelzvorrichtung zu der Auspackstation ist das in dem nach oben offenen Baubehälter enthaltene lose Baumaterialpulver aber Oxidationsprozessen ausgesetzt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Rückgewinnung von in einem Baubehälter einer Fertigungsvorrichtung zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils nach Abschluss eines Fertigungsprozesses enthaltenem Baumaterialpulver zu ermöglichen, ohne dass sich die Qualität des Baumaterialpulvers aufgrund von schädlichen Umgebungseinflüssen, beispielsweise aufgrund von Oxidationsvorgängen, verschlechtert.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Behälteranordnung gemäß Patentanspruch 1, durch die Entpackungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 12 und durch die Fertigungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 15.
Im Falle der Erfindung weist der Baubehälter einen offen- und schließbaren Behälterdeckel auf, der im geschlossenen Zustand einen Bauraum des Baubehälters gegen dessen Umgebung abdichtet. Geschlossen wird der Deckel des Baubehälters nach Abschluss eines Fertigungsprozesses, der an dem offenen Baubehälter in einer inerten Atmosphäre durchgeführt wird und an dessen Ende der Bauraum des Baubehälters das erzeugte Bauteil und loses Baumaterialpulver in einer iner- ten Atmosphäre aufnimmt. Als inerte Gase sind beispielsweise und je nach Anwendungsfall Stickstoff oder Argon gebräuchlich.
Aufgrund des hermetischen Abschlusses des Bauraums des Baubehälters durch den geschlossenen Behälterdeckel kann der mit dem Behälterdeckel verschlossene Baubehälter im Anschluss an den Fertigungsprozess auch durch eine sauerstoffhaltige Umgebung transportiert werden, ohne dass die Qualität des in dem Baubehälter enthaltenen Baumaterialpulvers durch Oxidationsprozesse beeinträchtig wird.
Zur Rückgewinnung des in dem Baubehälter enthaltenen Baumaterialpulvers durch Entpacken des in dem Bauraum angeordneten Bauteils ist der Baubehälter mit einem Auffangbehälter der erfindungsgemäßen Behälteranordnung dicht verbunden. Im Innern weist die Behälteranordnung einen Innenraum auf, der von dem zunächst durch den geschlossenen Behälterdeckel hermetisch abgedichteten Bauraum des Baubehälters und von einem auffangbehälterseitigen Teil gebildet wird, der seinerseits den Auffangraum des Auffangbehälters umfasst. Der auffangbehälterseitige Teil des Innenraums der Behälteranordnung weist einen Anschluss für eine Inertgasversorgung auf und kann mittels der Inertgasversorgung bei geschlossenem Behälterdeckel des Baubehälters mit einer inerten Atmosphäre gefüllt werden. Ist der auffangbehälterseitige Teil des Innenraums der Behälteranordnung inertisiert, wird der zunächst noch geschlossene Behälterdeckel des Baubehälters mittels einer von außerhalb des Innenraums der Behälteranordnung betätigbaren Öffnungsvorrichtung mit einer in Richtung auf den Auffangraum des Auffangbehälters ausgeführten Öffnungsbewegung geöffnet. Bei geöffnetem Behälterdeckel ist der mit dem zurückzugewinnenden Baumaterialpulver gefüllte Bauraum des Baubehälters mit dem Auffangraum des Auffangbehälters verbunden. Der gesamte Innenraum der Behälteranordnung ist dabei mit einer inerten Atmosphäre gefüllt und das Baumaterialpulver kann in einer inerten Umgebung aus dem Bauraum des Baubehälters in den Auffangraum des Auffangbehälters fließen. Zu diesem Zweck kann die Behälteranordnung beispielsweise derart ausgerichtet werden, dass das Baumaterialpulver der Schwerkraft folgend aus dem Bauraum des Baubehälters in den Auffangraum des Auffangbehälters gelangt. Aus dem Auffangraum des Auffangbehälters kann das Baumaterialpulver beispielsweise unter inerten Umgebungsbedingungen abgesaugt und der Verwendung in einem anschließenden Fertigungsprozess zugeführt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, den mit dem Baumaterialpulver in einer inerten Atmosphäre gefüllten Auffangbehälter dicht zu verschließen und anschließend unter Bewahrung der inerten Atmosphäre in dem Auffangraum von dem Baubehälter zu trennen.
Besondere Ausführungsarten der Behälteranordnung, der Entpackungsvorrichtung und der Fertigungsvorrichtung nach den unabhängigen Patentansprüchen 1, 12 und 15 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 11, 13, 14 und 16.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Öffnungsvorrichtung für den Behälterdeckel des Baubehälters ausweislich Patentanspruch 2 eine von außerhalb des Innenraums der Behälteranordnung betätigbare Antriebsvorrichtung sowie eine in dem auffangbehälterseitigen Teil des Innenraums der Behälteranordnung vorgesehene Kupplung auf, über welche zwischen der Antriebsvorrichtung der Öffnungsvorrichtung und dem Behälterdeckel des Baubehälters eine Antriebsverbindung hergestellt werden kann. Die Kupplung in dem auffangbehälterseitigen Teil des Innenraums der Behälteranordnung umfasst ein mittels der Antriebsvorrichtung antreibbares antriebsseitiges Kupplungselement sowie ein dem Behälterdeckel zugeordnetes deckelseitiges Kupplungselement. Sind die beiden Kupplungselemente miteinander verbunden, befindet sich die Kupplung in einem Kupplungszustand und die Antriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Öffnungsvorrichtung kann die Öffnungsbewegung des Behälterdeckels des Baubehälters bewirken. Bei gegenseitiger Trennung des antriebsseitigen Kupplungselements und des deckelseitigen Kupplungselements befindet sich die Kupplung in einem Außerfunktionszustand und der Behälterdeckel des Baubehälters ist von der Antriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung entkoppelt.
Für die konstruktive Ausführung der Antriebsvorrichtung und der Kupplung der erfindungsgemäßen Öffnungsvorrichtung für den Behälterdeckel des Baubehälters bietet sich eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Als Antriebsvorrichtungen denkbar sind insbesondere ein von außerhalb des Innenraums der Behälteranordnung betätigbarer Spindelantrieb (Patentanspruch 3) oder eine von außerhalb des Innenraums der Behälteranordnung betätigbare Antriebsvorrichtung mit einer Antriebswelle, deren Wellenachse parallel zu einer Hauptebene des geschlossenen Behälterdeckels verläuft (Patentanspruch 4).
Bei Verwendung eines Spindelantriebs als Antriebsvorrichtung kann im Falle der Erfindung eine Kupplung zwischen einer Gewindespindel des Spindelantriebs und dem Behälterdeckel des Baubehälters vorgesehen sein, die einerseits, beispielsweise in axialer Verlängerung der Gewindespindel, einen Kupplungsvorsprung und andererseits, beispielsweise an dem Behälterdeckel, eine Kupplungsaufnahme aufweist. In der Kupplungsaufnahme kann der Kupplungsvorsprung zur Überführung der Kupplung in den Kupplungszustand durch einen entsprechenden Schaltvorgang, etwa durch eine Querschnittserweiterung des Kupplungsvorsprungs, lösbar festlegbar sein.
Eine parallel zu dem geschlossenen Behälterdeckel verlaufende Antriebswelle ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung mit einem Kupplungsarm versehen, der um eine Wellenachse der Antriebswelle drehfest mit dieser verbunden ist und der sich in radialer Richtung der Wellenachse über die Oberseite des Behälterdeckels erstreckt. Der Kupplungsarm kann flächig ausgebildet und mit dem zu öffnenden Behälterdeckel vollständig oder annähernd deckungsgleich sein.
Kupplungselemente der zwischen der Antriebswelle und dem Behälterdeckel vorgesehenen Kupplung sind einerseits an dem Kupplungsarm und andererseits an dem Behälterdeckel vorgesehen und lassen sich zur Überführung der Kupplung in den Kupplungszustand miteinander verbinden (Patentanspruch 5).
Zu diesem Zweck ist insbesondere eine herkömmliche Schnellspannverbindung vorgesehen (Patentanspruch 6), die einen Kupplungsvorsprung als Kupplungselement an einem der zu kuppelnden Bauteile und einen den Kupplungsvorsprung aufnehmenden und mit einem Kniehebelmechanismus versehenen Kupplungsring als Kupplungselement an dem anderen der miteinander zu kuppelnden Bauteile umfasst. Durch insbesondere manuelle Betätigung des Kniehebelmechanismus können bei in dem Kupplungsring aufgenommenem Kupplungsvorsprung der Kupplungsarm und der Behälterdeckel zur Überführung der Kupplung in den Kupplungszustand gegeneinander verspannt werden. Auf entsprechend einfache Art und Weise lässt sich eine mittels der Schnellspannverbindung zwischen dem Kupplungsarm und dem Behälterdeckel bestehende Verbindung lösen und die Kupplung zwischen der Antriebswelle und dem Behälterdeckel dadurch in den Außerfunktionszustand schalten.
Vorzugsweise bildet der mit dem Behälterdeckel verbundene Kupplungsarm mit dem Behälterdeckel eine Baueinheit, die lösbar an die Antriebswelle der Antriebsvorrichtung angebunden ist. Insbesondere nach Beendigung des Entpackungsvorgangs kann die Baueinheit aus Kupplungsarm und Behälterdeckel etwa zu Reinigungszwecken getrennt gehandhabt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der mittels der Antriebswelle in eine Schwenk-Öffnungsstellung überführte Behälterdeckel in der Schwenk-Öffnungsstellung arretierbar (Patentanspruch 7). Eine Arretierung des schwenkgeöffneten Behälterdeckels empfiehlt sich insbesondere im Hinblick auf die Abläufe im Anschluss an das Öffnen des Bauraums des Baubehälters. Denkbar ist insbesondere eine Überführung der Behälteranordnung mit dem geöffneten Behälterdeckel in eine Stellung, in welcher das Baumaterialpulver den Bauraum des Baubehälters unter Schwerkraftwirkung verlassen kann. Durch die erfindungsgemäße Arretierung des Behälterdeckels werden ansonsten zu befürchtende unkontrollierte Bewegungen des Behälterdeckels verhindert. Die Arretierung des Behälterdeckels wird vorzugsweise durch eine Arretierung der Antriebswelle gegen Drehbewegungen um die Wellenachse realisiert. Über das mit der Antriebswelle verbundene antriebsseitige Kupplungselement und/oder über den mit der Antriebswelle drehfest verbundenen Kupplungsarm bewirkt die Arretierung der Antriebswelle gegen eine Drehung um die Wellenachse eine Arretierung des Behälterdeckels gegen Verlassen der von dem Behälterdeckel eingenommenen Schwenk-Öffnungsstellung (Patentanspruch 8). Die Arretierung der Antriebswelle erfolgt vorzugsweise außerhalb des Innenraums der Behälteranordnung und lässt sich dann auch von außerhalb des Innenraums der Behälteranordnung wieder lösen. An der erfindungsgemäßen Entpackungsvorrichtung kann der in der Schwenk- Öffnungsstellung arretierte Behälterdeckel bei entsprechender Ausrichtung der Behälteranordnung an der Tragstruktur der Entpackungsvorrichtung unter einem spitzen Winkel gegen die Horizontale in Schwerkraftrichtung geneigt sein (Patentanspruch 14). Der geöffnete Behälterdeckel bildet in diesem Fall eine schiefe Ebene über welche das aus dem Bauraum des geöffneten Baubehälters stammende lose Baumaterialpulver in den Auffangbehälter fließen kann. Unerwünschte Ablagerungen von Baumaterialpulver an der zu dem Bauraum des Baubehälters weisenden Seite des Behälterdeckels werden in diesem Fall vermieden.
Ist der geschlossene Behälterdeckel an dem Baubehälter lose auf einen Rand der der von dem Behälterdeckel verschlossenen Behälteröffnung aufgelegt, so bedarf es zum Öffnen des Baubehälters lediglich der mittels der erfindungsgemäßen Öffnungsvorrichtung realisierbaren Öffnungsbewegung des Behälterdeckels in Richtung auf den Auffangraum des Auffangbehälters der Behälteranordnung (Patentanspruch 9).
Damit die zur Erzeugung der Öffnungsbewegung des Behälterdeckels zwingend erforderliche Überführung der Kupplung zwischen der Antriebsvorrichtung der Öffnungsvorrichtung und dem Behälterdeckel des Baubehälters funktionssicher hergestellt werden kann, sieht eine weitere Erfindungsbauart vor, dass das antriebsseitige Kupplungselement und das deckelseitige Kupplungselement der Kupplung bei geschlossenem Behälterdeckel relativ zueinander parallel zu der Hauptebene des geschlossenen Behälterdeckels positionierbar sind (Patentanspruch 10). Durch die gegenseitige Positionierung des antriebsseitigen und des deckelseitigen Kupplungselements werden die Kupplungselemente in einen Kupplungsbereitschaftszustand überführt, von dem ausgehend es nur noch eines Schaltvorgangs, im Falle der erfindungsgemäßen Schnellspannverbindung der Betätigung des Kniehebelmechanismus', bedarf, um eine Antriebsverbindung zwischen der Antriebsvorrichtung der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung und dem zu öffnenden Behälterdeckel herzustellen.
Insbesondere der Nachrüstbarkeit bestehender Entpackungsvorrichtungen mit der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung zum Öffnen des Behälterdeckels des Baubehälters in einer inerten Umgebung dient das Erfindungsmerkmal von Patentanspruch 11, wonach die erfindungsgemäße Öffnungsvorrichtung ein Vorrichtungsmodul ausbildet, das zwischen dem Baubehälter und dem Auffangbehälter der Behälteranordnung der Entpackungsvorrichtung angeordnet ist.
Um ein möglichst vollständiges Entpacken des in dem Bauraum des Baubehälters angeordneten Bauteils von dem losen Baumaterialpulver sicherzustellen ist die Behälteranordnung in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Entpackungsvorrichtung an der Tragstruktur um eine Achse drehbar gelagert, die senkrecht zu dem geschlossenen Behälterdeckel des Baubehälters verläuft (Patentanspruch 13). Ergänzend oder alternativ kann der Entpackungsvorgang dadurch unterstützt werden, dass das zu entpackende Bauteil in Schwingung versetzt wird.
Eine bevorzugte Bauart der erfindungsgemäßen Fertigungsvorrichtung nutzt für die bei geschlossenem Behälterdeckel des Baubehälters durchgeführte Inertisierung des auffangbehälterseitigen Teils des Innenraums der Behälteranordnung eine Inertgasversorgung, die außerdem dazu dient, in einer Siebstation der Fertigungsvorrichtung eine inerte Atmosphäre bereitzustellen (Patentanspruch 16).
Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur la eine Behälteranordnung einer Entpackungsvorrichtung für eine Fertigungsvorrichtung zur additiven Fertigung dreidimensionaler Bauteile durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial mit einer Bewegungsvorrichtung erster Bauart zum Öffnen eines Behälterdeckels eines Baubehälters der Behälteranordnung,
Figur lb die Behälteranordnung gemäß Figur lb mit einer transparenten Wand der Behälteranordnung,
Figuren 2a bis 2f schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Abläufe beim Entpacken eines in der Behälteranordnung gemäß den Figuren la und lb enthaltenen Bauteils von losem Baumaterialpulver und Figur 3 eine Bewegungsvorrichtung zweiter Bauart für die Behälteranordnung einer Entpackungsvorrichtung der in den Figuren la und lb gezeigten Art.
Gemäß den Figuren la und lb umfasst eine Behälteranordnung 1 einen Baubehälter 2, einen trichterförmigen Auffangbehälter 3 sowie eine zwischen dem Baubehälter 2 und dem Auffangbehälter 3 angeordnete Öffnungsvorrichtung 4. Die Öffnungsvorrichtung 4 ist als Vorrichtungsmodul ausgebildet und mit dem Baubehälter 2 und dem Auffangbehälter 3 lösbar verbunden. Die Öffnungsvorrichtung 4 ist an einer in den Figuren 2b und 2f im Einzelnen dargestellten Tragstruktur 5 einer mit der Behälteranordnung 1 versehenen Entpackungsvorrichtung 6 vorgesehen.
Der Baubehälter 2 war zuvor in einer Prozesskammer einer in den Figuren 2b und 2f andeutungsweise dargestellten Fertigungsvorrichtung 7 zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Bauteilen durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial angeordnet. Der prinzipielle Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise der Fertigungsvorrichtung 7 sind beispielsweise in WO 2019/086231 Al im Einzelnen beschrieben.
Während der Anordnung in der Prozesskammer der Fertigungsvorrichtung 7 wurde in einem Bauraum 8 des Baubehälters 2 in üblicher Weise aus Baumaterialpulver, im vorliegenden Beispielsfall aus Metallpulver, ein dreidimensionales Bauteil 9 erzeugt. Das Bauteil 9 ist auf einer Substratplatte 10 befestigt, die in dem Bauraum 8 des Baubehälters 2 längs einer vertikalen Zustellachse 11 angehoben und abgesenkt werden kann.
Zur Vermeidung einer Oxidation des für die Fertigung des Bauteils 9 eingesetzten Baumaterialpulvers wird der Fertigungsprozess in der Prozesskammer der Fertigungsvorrichtung 7 bei nach oben offenem Baubehälter 2 in einer inerten Atmosphäre, vorliegend in einer Stickstoffatmosphäre, durchgeführt. Nach Abschluss des Fertigungsprozesses wird der Baubehälter 2 in der Prozesskammer mit einem Behälterdeckel 12 verschlossen. Dabei wird der Behälterdeckel 12 lose auf einen Rand 13 einer Behälteröffnung 14 aufgelegt. Aufgrund eines entsprechenden Formschlusses zwischen dem Behälterdeckel 12 und dem Rand 13 der Behälteröffnung 14 sowie mittels eines in Umfangsrichtung des Behälterdeckels 12 verlaufenden Dichtrings ist in dem dargestellten Beispielsfall der Bauraum 8 des Baubehälters 2 einschließlich der darin enthaltenen inerten Atmosphäre durch den geschlossenen Behälterdeckels 12 gegen die Umgebung abgedichtet. Ergänzend oder alternativ zu einem Formschluss kommt zur Abdichtung des Bauraums 8 des Baubehälters 2 ein Kraftschluss zwischen dem lose aufgelegten Behälterdeckel 12 und dem Rand 13 der Behälteröffnung 14 in Frage. Der Kraftschluss kann sich aufgrund des Eigengewichts des Behälterdeckels 12 unmittelbar zwischen entsprechend konfigurierten, beispielsweise konischen, Kontaktflächen des Behälterdeckels 12 und des Randes 13 der Behälteröffnung 14 ergeben. Denkbar ist auch ein Kraftschluss aufgrund einer zwischen den Behälterdeckel 12 und den Rand 13 der Behälteröffnung 14 eingelegten Flachdichtung.
Prozessbedingt enthält der Bauraum 8 zusätzlich zu dem dort erzeugten Bauteil 9 und der inerten Atmosphäre des Fertigungsprozesses loses Baumaterialpulver. Dabei reicht der Füllstand des losen Baumaterialpulvers im Innern des Bauraums 8 des Baubehälters 2 zumindest bis zu dem von der Substratplatte 10 abliegenden oberen Ende des Bauteils 9. Vielfach werden im Rahmen des Fertigungsprozesses nach der Erzeugung des Bauteils 9 auf das bis auf Höhe des oberen Endes des Bauteils 9 anstehende lose Baumaterialpulver weitere Baumaterialpulverschichten als Schutzschichten für das darunter liegende Baumaterialpulver aufgetragen. Insbesondere diese Schutzschichten im Innern des Baubehälters 2 wären ohne den geschlossenen Behälterdeckel 12 beim Transport des Baubehälters 2 von der Prozesskammer der Fertigungsvorrichtung 7 zu der Entpackungsvorrichtung 6 schädlichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt.
Eine inerte Atmosphäre ist in den Figuren 2a bis 2f durch eine Punktierung in den betreffenden Räumen der Behälteranordnung 1 symbolisiert. Das lose Baumaterialpulver ist in den Zeichnungen nicht im Einzelnen dargestellt.
In dem in Figur 2a veranschaulichten Zustand wird der Baubehälter 2 aus der Prozesskammer der Fertigungsvorrichtung 7 entnommen und bei weiterhin geschlossenem Behälterdeckel 12 durch eine sauerstoffhaltige Umgebung zu der Entpackungsvorrichtung 6 transportiert und dort in die Tragstruktur 5 eingesetzt (Figur 2b). Vorübergehend kann der lose aufgelegte Behälterdeckel 12 während des Transports an dem Rand 13 des Baubehälters 2 in der abdichtenden Position verriegelt werden, um einen Verlust oder ein unerwünschtes Verrutschen des Behälterdeckels 12 zu verhindern. An der Entpackungsvorrichtung 6 wird die Verriegelung des Behälterdeckels 12 gegebenenfalls wieder gelöst.
Die Tragstruktur 5 ist mit der Öffnungsvorrichtung 4 versehen. An eine ringförmige Wand 16 der Öffnungsvorrichtung 4 wird der Baubehälter 2 mit dem Rand 13 der Behälteröffnung 14 gasdicht angeschlossen. Gemeinsam mit der Öffnungsvorrichtung 4 ist der Baubehälter 2 an einem um eine vertikale Drehachse 17 drehbaren Drehring 18 einer Behälterhalterung 19 der Tragstruktur 5 gelagert.
Die Öffnungsvorrichtung 4 dient zum Abheben des Behälterdeckels 12 von dem Rand 13 der Behälteröffnung 14. Die Öffnungsvorrichtung 4 umfasst eine Antriebsvorrichtung 20 sowie eine zwischen der Antriebsvorrichtung 20 und dem Behälterdeckel 12 vorgesehene Kupplung 21. Die Kupplung 21 ist als herkömmliche Schnellspannverbindung ausgeführt mit einem Kupplungsring 22 als antriebsseitiges Kupplungselement und einem Kupplungsvorsprung 23 als deckelseitiges Kupplungselement (Figur lb).
Der Kupplungsring 22 ist gemeinschaftlich mit einem herkömmlichen Kniehebelmechanismus zu seiner Betätigung an einem Kupplungsarm 24 angebracht, der seinerseits auf einer Antriebswelle 25 der Antriebsvorrichtung 20 aufsitzt und mit der Antriebswelle 25 um eine Wellenachse 26 drehfest verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Kupplungsarm 24 und der Antriebswelle 25 ist lösbar. Der Kupplungsvorsprung 23 ist Teil des Behälterdeckels 12.
In üblicher weise können der Kupplungsarm 24 und der Behälterdeckel 12 mittels des Kniehebelmechanismus gegeneinander verspannt oder voneinander entspannt und dadurch die von dem Kupplungsring 22 und dem Kupplungsvorsprung 23 gebildete Kupplung 21 in einen Kupplungszustand oder in einen Freigabezustand geschaltet werden. Zur gegenseitigen Ausrichtung des Kupplungsrings 22 und des Kupplungsvorsprungs 23 parallel zu einer Hauptebene 45 des geschlossenen Behälterdeckels 12 ist ein mit dem Kupplungsring 22 und dem zugehörigen Kniehebelmechanismus versehener Teil des Kupplungsarms 24 relativ zu dem restlichen Kupplungsarm 24 parallel zu der Hauptebene 45 des Behälterdeckels 12 positionierbar.
Mittels eines senkrecht zu der Wellenachse 26 verlaufenden und an der Antriebswelle drehfest montierten Handhebels 27 ist die Antriebswelle 25 um die Wellenachse 26 antreibbar.
Nach dem Einsetzen des mit dem Behälterdeckel 12 verschlossenen Baubehälters 2 in die Tragstruktur 5 der Entpackungsvorrichtung 6 und der gasdichten Anbindung des Randes 13 der Behälteröffnung 14 an die Wand 16 der Öffnungsvor- richtung 4 (Figur 2b) wird der Kupplungsarm 24 der Behälteröffnung 14 durch entsprechende Betätigung des Handhebels 27 über die um die Wellenachse 26 gedrehte Antriebswelle 25 gegen den Behälterdeckel 12 geschwenkt, und mittels des Kniehebelmechanismus wird eine Verbindung hergestellt zwischen dem antriebsseitigen Kupplungsring 22 und dem deckelseitigen Kupplungsvorsprung 23 der Kupplung 21 (Figur 2c). Der Behälterdeckel 12 ist nach wie vor geschlossen und dichtet weiterhin den Bauraum 8 des Baubehälters 2 und die darin enthaltene inerte Atmosphäre des Bauraums 8 gegen die Umgebung ab.
Bei geschlossenem Behälterdeckel 12 und an den Behälterdeckel 12 angekuppelter Antriebsvorrichtung 20 wird nun der trichterförmige Auffangbehälter 3 wie in Figur 2c angedeutet auf die Wand 16 der Öffnungsvorrichtung 4 aufgesetzt. Nach dem Aufsetzen wird der Auffangbehälter 3 mittels eines Spannrings 28 (Figur la) dicht mit der Öffnungsvorrichtung 4 verbunden. Es ergeben sich damit die in den Figuren la und lb im Einzelnen dargestellten Verhältnisse. Die inerte Atmosphäre im Innern des Bauraums 8 ist in Figur lb nicht veranschaulicht.
Der das zuvor erzeugte Bauteil 9 und loses Baumaterialpulver in einer inerten Atmosphäre enthaltende Bauraum 8 des Baubehälters 2 ist nun durch den geschlossenen Behälterdeckel 12 gegen einen Innenraum 29 der Öffnungsvorrichtung 4 und einen Auffangraum 30 des trichterförmigen Auffangbehälters 3 abgedichtet (Figur lb). Der Innenraum 29 der Öffnungsvorrichtung 4 und der Auffangraum 30 des Auffangbehälters 3 bilden einen auffangbehälterseitigen Teil 31 eines von dem Bauraum 8 des Baubehälters 2, dem Innenraum 29 der Öffnungsvorrichtung 4 und dem Auffangraum 30 des Auffangbehälters 3 gebildeten Innenraums 32 der Behälteranordnung 1.
An der Öffnungsvorrichtung 4 sind lediglich die axialen Enden der Antriebswelle 25 außerhalb des Innenraums 29 angeordnet. An einem der außerhalb des Innenraums 29 liegenden Enden der Antriebswelle 25 ist der Handhebel 27 angebracht.
Von außen auf die Wand 16 der Öffnungsvorrichtung 4 aufgesetzt ist eine Ventilanordnung 33. Eine Einlassseite der Ventilanordnung 33 ist an eine Inertgasversorgung 34 der Fertigungsvorrichtung 7 angeschlossen. Die Inertgasversorgung 34 dient im Übrigen dazu, in der Prozesskammer der Fertigungsvorrichtung 7, im Einzelnen in einer Siebstation der Prozesskammer, die für den Fertigungsprozess benötigte inerte Atmosphäre bereitzustellen. Die Ventilanordnung 33 umfasst außerdem einen in den Figuren nicht im Detail gezeigten Sauerstoffsensor.
Bei dem in den Figuren la und lb dargestellten Funktionszustand der Behälteranordnung 1 wird mittels der Inertgasversorgung 34 der Fertigungsvorrichtung 7 bei geschlossenem Behälterdeckel 12 des Baubehälters 2 inerte Atmosphäre in den auffangbehälterseitigen Teil 31 des Innenraums 32 der Behälteranordnung 1 aufgegeben, und die in dem auffangbehälterseitigen Teil 31 des Innenraums 32 bis dato enthaltene sauerstoffhaltige Atmosphäre wird aus dem auffangbehälterseitigen Teil 31 des Innenraums 32 verdrängt. Die Inertgaszufuhr wird gestoppt, sobald der Sauerstoffsensor der Ventilanordnung 33 eine sauerstofffreie oder zumindest annähernd sauerstofffreie Atmosphäre im Inneren des auffangbehälterseitigen Teils 31 des Innenraums 32 detektiert. Die sich damit ergebenden Verhältnisse sind in Figur 2d dargestellt.
Ausgehend von diesen Verhältnissen wird nun mittels des Handhebels 27 von außerhalb des Innenraums 32 der Behälteranordnung 1 die Antriebsvorrichtung 20 der Öffnungsvorrichtung 4 betätigt und durch Schwenken des Kupplungsarms 24 um die Wellenachse 26 der Antriebswelle 25 wird der Behälterdeckel 12 von dem Rand 13 der Behälteröffnung 14 mit einer Öffnungs-Schwenkbewegung in die Schwenk-Öffnungsstellung gemäß Figur 2e abgehoben.
Nach Überführen des Behälterdeckels 12 in die Schwenk-Öffnungsstellung wird die Antriebswelle 25 gegen eine Drehung um die Wellenachse 26 und dadurch der Behälterdeckel 12 in der Schwenk-Öffnungsstellung arretiert. Zu diesem Zweck ist eine in den Zeichnungen nicht dargestellte und manuell betätigte Rastvorrichtung mit einem Raststift vorgesehen, der außerhalb des Innenraums 32 der Behälteranordnung 1 an der Wand 16 der Öffnungsvorrichtung 4 in radialer Richtung der Antriebswelle 25 geführt ist und der zum Arretieren der Antriebswelle 25 unter der Wirkung einer Rastfeder in eine Rastöffnung der Antriebswelle 25 einrastet. Zum Lösen der Arretierung des Behälterdeckels 12 ist der Raststift gegen die Wirkung der Rastfeder manuell aus der Rastöffnung der Antriebswelle 25 zurückzuziehen.
Bei geöffnetem Behälterdeckel 12 ist nun der Bauraum 8 des Baubehälters 2 über den Innenraum 29 der Öffnungsvorrichtung 4 mit dem Auffangraum 30 des Auffangbehälters 3 verbunden. Die Substratplatte 10 mit dem daran befestigten Bauteil 9 ist in der in Figur 2e dargestellten Position im Inneren des Baubehälters 2 arretiert.
Durch Drehen der Behälterhalterung 19 der Entpackungsvorrichtung 6 um eine horizontale Behälter-Schwenkachse 35 (Figuren 2b, 2f) wird die Behälteranordnung 1 nun aus der bislang eingenommenen Ausgangsstellung in eine in Figur 2f veranschaulichte Entpackungsstellung geschwenkt. Das in dem Bauraum 8 des Baubehälters 2 bis zu diesem Zeitpunkt enthaltene lose Baumaterialpulver kann nun in den Auffangraum 30 des Auffangbehälters 3 abfließen. Der in der geöffneten Stellung arretierte Behälterdeckel 12 wirkt dabei als schiefe Ebene, entlang derer sich das lose Baumaterialpulver bewegt. Zur Förderung des Entpackungsvorgangs kann die Behälteranordnung 1 bei geöffnetem Behälterdeckel 12 um die Drehachse 17 der Behälterhalterung 19 gedreht werden. Außerdem kann das Bauteil 9 über die Substratplatte 10 in Schwingung versetzt werden.
Zum Entleeren des Auffangraums 30 des Auffangbehälters 3 wird an eine Ventilanordnung 36 an der Spitze des Auffangbehälters 3 eine nicht gezeigte Saug- leitung angeschlossen, über welche das aus dem Bauraum 8 des Baubehälters 2 in den Auffangraum 30 des Auffangbehälters 3 gelangte lose Baumaterialpulver abgesaugt wird.
Nach dem Entpacken des Bauteils 9 von dem losen Baumaterialpulver wird die Behälteranordnung 1 um die horizontale Behälter-Schwenkachse 35 aus der Entpackungsstellung zurück in die Ausgangsstellung geschwenkt. Bei Ausgangsstellung der Behälteranordnung 1 wird der den Auffangbehälter 3 an der Öffnungsvorrichtung 4 fixierende Spannring 28 gelöst und der Auffangbehälter 3 wird von der restlichen Behälteranordnung 1 abgenommen. Nun werden der Behälterdeckel 12 und der über die Kupplung 21 an dem Behälterdeckel 12 festgelegte Kupplungsarm 24 als Baueinheit von der Antriebswelle 25 der Antriebsvorrichtung 20 getrennt, indem die lösbare Verbindung zwischen dem Antriebsarm 24 und der Antriebswelle 25 gelöst wird. Nach der Demontage des Kupplungsarms 24 und des Behälterdeckels 12 ist die Behälteröffnung 14 des Baubehälters 2 zur Entnahme des Bauteils 9 frei. Mittels einer herkömmlichen, an der Substratplatte 10 angreifenden Hubvorrichtung wird das Bauteil 9 in dem Bauraum 8 des Baubehälters 2 aus der in den Figuren dargestellten Position in eine Position nahe der Behälteröffnung 14 angehoben. Ausgehend von der Position nahe der Behälteröffnung 14 wird das Bauteil 9 schließlich manuell aus dem Baubehälter 2 entnommen.
Eine von der Öffnungsvorrichtung 4 der Figuren la bis 2f in konstruktiver Hinsicht abweichende Öffnungsvorrichtung 40 ist in Figur 3 dargestellt. Die Öffnungsvorrichtung 40 umfasst eine Antriebsvorrichtung 41 und eine Kupplung 42 zwischen der Antriebsvorrichtung 41 und dem Behälterdeckel 12 des Baubehälters 2.
Als Antriebsvorrichtung 41 ist ein Spindelantrieb mit einer Gewindespindel 43 vorgesehen. Eine Spindelachse 44 der Gewindespindel 43 verläuft senkrecht zu der in Figur 3 strichpunktiert angedeuteten Hauptebene 45 des geschlossenen Behälterdeckels 12. Die Gewindespindel 12 kämmt mit einer Spindelmutter 46, die ihrerseits an dem Auffangbehälter 3 montiert ist. Ein Kupplungsvorsprung 47 an einem deckelseitigen Ende der Gewindespindel 43 ist als antriebsseitigen Kupplungselement vorgesehen und greift in eine Kupplungsaufnahme 48 ein, die ihrerseits zu dem Kupplungsvorsprung 47 der Gewindespindel 43 hin offen ist und als deckelseitiges Kupplungselement der Kupplung 42 an der Oberseite des Behälterdeckels 12 angebracht ist.
Mittels einer herkömmlichen, nicht im Einzelnen dargestellten Spannvorrichtung kann der Kupplungsvorsprung 47 der Gewindespindel 43 unter Erweiterung seines Querschnitts in der Kupplungsaufnahme 48 längs der Spindelachse 44 wirksam festgelegt und die von dem Kupplungsvorsprung 47 und der Kupplungsaufnahme 48 gebildete Kupplung 42 dadurch in den Kupplungszustand überführt werden. Zur Betätigung der Antriebsvorrichtung 41 ist an der Gewindespindel 43 außerhalb des Innenraums 32 der Behälteranordnung 1 eine Handkurbel 49 angebracht. Ist die Kupplung 42 in den Kupplungszustand geschaltet und wird mittels der Handkurbel 49 eine Drehbewegung der Gewindespindel 43 in einer Öff- nungs-Drehrichtung erzeugt, so wird der Behälterdeckel 12 mit einer linearen Öffnungsbewegung längs der Spindelachse 44 geöffnet.
Vor der abschließenden Entnahme des Bauteils 9 aus dem Baubehälter 2 wird der Behälterdeckel 12 in Baueinheit mit dem Auffangbehälter 3 von der restlichen Behälteranordnung 1 abgenommen.
Im Übrigen entspricht die Handhabung der mit der Öffnungsvorrichtung 40 versehenen Behälteranordnung 1 der vorstehend im Einzelnen beschriebenen Handhabung der Behälteranordnung 1 mit der Öffnungsvorrichtung 4.

Claims

Patentansprüche Behälteranordnung einer Entpackungsvorrichtung (6) für eine Fertigungsvorrichtung (7) zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils (9) durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial (Baumaterialpulver)
• mit einem Baubehälter (2) für die Fertigungsvorrichtung (7), wobei der Baubehälter (2) einen Bauraum (8) aufweist, welcher zur gleichzeitigen Aufnahme des in dem Bauraum (8) aus Baumaterialpulver erzeugten Bauteils (9) und von losem Baumaterialpulver in einer inerten Atmosphäre ausgebildet ist,
• mit einem mit dem Baubehälter (2) lösbar verbundenen Auffangbehälter (3), der einen Auffangraum (30) zur Aufnahme von aus dem Bauraum (8) des Baubehälters (2) stammendem losem Baumaterialpulver aufweist sowie
• mit einem Innenraum (32), der von dem Bauraum (8) des Baubehälters (2) und einem außerhalb des Bauraums (8) des Baubehälters (2) angeordneten auffangbehälterseitigen und den Auffangraum (30) des Auffangbehälters (3) aufweisenden Teil (31) ausgebildet ist und der gegen die Umgebung der Behälteranordnung (1) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Baubehälter (2) für den Bauraum (8) einen offen- und schließbaren Behälterdeckel (12) aufweist und die inerte Atmosphäre des Bauraums (8) mittels des geschlossenen Behälterdeckels (12) gegen den auffangbehälterseitigen Teil (31) des Innenraums (32) der Behälteranordnung abgedichtet ist, dass bei geschlossenem Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) der auffangbehälterseitige Teil (31) des Innenraums (32) der Behälteranordnung (1) mit einer inerten Atmosphäre füllbar ist und dass eine von außerhalb des Innenraums (32) der Behälteranordnung (1) betätigbare Öffnungsvorrichtung (4, 40) für den Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) vorgesehen ist, mittels derer bei mit der inerten Atmosphäre gefülltem auffangbehälterseitigem Teil (31) des Innenraums (32) der Behälteranordnung der geschlossene Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) mit einer in Richtung auf den Auffangraum (30) des Auffangbehälters (3) ausgeführten Öffnungsbewegung öffenbar und dadurch der Bauraum (8) des Baubehälters (2) mit dem Auffangraum (30) des Auffangbehälters (3) verbindbar ist.
2. Behälteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öff- nungsvorrichtung (4, 40) für den Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) eine von außerhalb des Innenraums (32) der Behälteranordnung (1) betätigbare Antriebsvorrichtung (20, 41) sowie eine in dem auffangbehälterseitigen Teil (31) des Innenraums (32) der Behälteranordnung zwischen der Antriebsvorrichtung (20, 41) und dem Behälterdeckel (12) angeordnete schaltbare Kupplung (21, 42) aufweist,
• wobei die Kupplung (21, 42) ein der Antriebsvorrichtung (20, 41) zugeordnetes und mittels der Antriebsvorrichtung (20, 41) antreibbares antriebsseitiges Kupplungselement (22, 47) und ein dem Behälterdeckel (12) zugeordnetes deckelseitiges Kupplungselement (23, 48) aufweist und in einen Kupplungszustand und in einen Außerfunktionszustand schaltbar ist,
• wobei bei in den Kupplungszustand geschalteter Kupplung (21, 42) das antriebsseitige Kupplungselement (22, 47) und das deckelseitige Kupplungselement (23, 48) miteinander verbunden sind und die in den Kupplungszustand geschaltete Kupplung (21, 42) über das antriebsseitige Kupplungselement (22, 47) und das deckelseitige Kupplungselement (23, 48) zwischen der Antriebsvorrichtung (20, 41) und dem Behälterdeckel (12) eine Antriebsverbindung herstellt, aufgrund derer der Behälterdeckel (12) mittels der Antriebsvorrichtung (20, 41) mit der Öffnungsbewegung öffenbar ist und
• wobei bei in den Außerfunktionszustand geschalteter Kupplung (21, 42) das antriebsseitige Kupplungselement (22, 47) und das deckelseitige Kupplungselement (23, 48) und dadurch die Antriebsvorrichtung (20, 41) und der Behälterdeckel (12) voneinander getrennt sind.
3. Behälteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
• dass die Öffnungsvorrichtung (40) für den Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) als Antriebsvorrichtung (41) einen Spindelantrieb aufweist mit einer Gewindespindel (43), die eine senkrecht zu einer Hauptebene (45) des geschlossenen Behälterdeckels (12) verlaufende Spindelachse (44) aufweist und die von außerhalb des Innenraums (32) der Behälteranordnung relativ zu einer an dem Auffangbehälter (3) angebrachten Spindelmutter (46) mit einer Drehbewegung um die Spindelachse (44) antreibbar und dadurch längs der Spindelachse (44) bewegbar ist,
• dass die Kupplung (42) zwischen dem Spindelantrieb und dem Behälterdeckel (12) als antriebsseitiges Kupplungselement (47) einen axialen Kupplungsfortsatz an einem deckelseitigen Ende der Gewindespindel (43) aufweist und das deckelseitige Kupplungselement (48) an einer von dem Bauraum (8) des Baubehälters (2) abliegenden Oberseite des Behälterdeckels (12) angeordnet ist, wobei von dem axialen Kupplungsfortsatz der Gewindespindel (43) und dem deckelseitigen Kupplungselement (48) das eine Kupplungselement als längs der Spindelachse (44) verlaufender Kupplungsvorsprung und das andere Kupplungselement als längs der Spindelachse (44) zu dem Kupplungsvorsprung hin offene Kupplungsaufnahme ausgebildet ist,
• dass die Kupplung (42) in den Kupplungszustand schaltbar ist, indem der Kupplungsvorsprung längs der Spindelachse (44) wirksam in der Kupplungsaufnahme festlegbar ist und
• dass die in den Kupplungszustand geschaltete Kupplung (42) zwischen dem Spindelantrieb und dem Behälterdeckel (12) eine Antriebsverbindung herstellt, aufgrund derer bei einer Drehbewegung der Gewindespindel (3) in einer Öffnungs-Drehrichtung der Behälterdeckel (12) mit einer linearen Öffnungsbewegung längs der Spindelachse (44) öffenbar ist. Behälteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
• dass die Öffnungsvorrichtung (4) für den Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) eine Antriebsvorrichtung (20) mit einer Antriebswelle (25) aufweist, die eine parallel zu einer Hauptebene (45) des geschlossenen Behälterdeckels (12) verlaufende Wellenachse (26) aufweist und die von außerhalb des Innenraums (32) der Behälteranordnung mit einer Drehbewegung um die Wellenachse (26) antreibbar ist,
• dass das antriebsseitige Kupplungselement (22) der Kupplung (21) zwischen der Antriebsvorrichtung (20) und dem Behälterdeckel (12) mit der Antriebswelle (25) der Antriebsvorrichtung (20) bewegungsverbunden und aufgrund der Drehbewegung der Antriebswelle (25) um die Wellenachse (26) schwenkbar ist und
• dass die in den Kupplungszustand geschaltete Kupplung (21) über das antriebsseitige Kupplungselement (22) und das deckelseitige Kupplungselement (23) zwischen der Antriebswelle (25) der Antriebsvorrichtung (20) und dem Behälterdeckel (12) eine Antriebsverbindung herstellt, aufgrund derer bei einer Drehbewegung der Antriebswelle (25) in einer Öffnungs- Drehrichtung der Behälterdeckel (12) mit einer Öffnungs-Schwenkbewe- gung um die Wellenachse (26) öffenbar ist.
5. Behälteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
• dass das antriebsseitige Kupplungselement (22) der Kupplung (21) zwischen der Antriebsvorrichtung (20) und dem Behälterdeckel (12) an einem Kupplungsarm (24) vorgesehen ist, der mit der Antriebswelle (25) um die Wellenachse (26) drehfest verbunden ist und der sich in radialer Richtung der Wellenachse (26) über eine von dem Bauraum (8) des Baubehälters (2) abliegende Oberseite des Behälterdeckels (12) erstreckt und
• dass das deckelseitige Kupplungselement (23) der Kupplung (21) an der Oberseite des Behälterdeckels (12) angeordnet ist.
6. Behälteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (21) zwischen der Antriebsvorrichtung (20) und dem Behälterdeckel (12) als Schnellspannverbindung zwischen dem Kupplungsarm (24) und dem Behälterdeckel (12) vorgesehen ist.
7. Behälteranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (12) aufgrund der Drehbewegung der Antriebswelle (25) in der Öffnungs-Drehrichtung in eine Schwenk-Öffnungsstellung öffenbar ist, in welcher eine Hauptebene (45) des geöffneten Behälterdeckels (12) unter einem spitzen Winkel gegenüber der Hauptebene (45) des geschlossenen Behälterdeckels (12) verläuft und dass der geöffnete Behälterdeckel (12) in der Schwenk-Öffnungsstellung arretierbar ist. Behälteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der geöffnete Behälterdeckel (12) in der Schwenk-Öffnungsstellung arretierbar ist, indem das antriebsseitige Kupplungselement (22) der in den Kupplungszustand geschalteten Kupplung (21) zwischen der Antriebsvorrichtung (20) und dem Behälterdeckel (12) in einer entsprechenden Schwenkstellung um die Wellenachse (26) der Antriebswelle (25) arretierbar ist. Behälteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Behälterdeckel (12) an einer durch den geschlossenen Behälterdeckel (12) verschlossenen Behälteröffnung (14) des Baubehälters (12) lose aufliegt. Behälteranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das antriebsseitige Kupplungselement (22, 47) und das deckelseitige Kupplungselement (23, 48) der Kupplung (21, 42) zwischen der Antriebsvorrichtung (20, 41) und dem Behälterdeckel (12) vor dem Schalten in den Kupplungszustand bei geschlossenem Behälterdeckel (12) relativ zueinander parallel zu der Hauptebene (45) des geschlossenen Behälterdeckels (12) positionierbar und dadurch in einen Kupplungsbereitschaftszustand überführbar sind. Behälteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsvorrichtung (4) für den Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) ein Vorrichtungsmodul ausbildet, welches zwischen dem Baubehälter (2) und dem Auffangbehälter (3) angeordnet ist und welches mit dem Baubehälter (2) und dem Auffangbehälter (3) lösbar verbunden ist. Entpackungsvorrichtung für eine Fertigungsvorrichtung (7) zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils (9) durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial (Baumaterialpulver),
• mit einer Behälteranordnung (1), die einen Baubehälter (2) und einen Auffangbehälter (3) umfasst, wobei der Baubehälter (2) einen Bauraum (8) aufweist, welcher zur gleichzeitigen Aufnahme des in dem Bauraum (8) aus Baumaterialpulver erzeugten Bauteils (9) und von losem Baumaterialpulver in einer inerten Atmosphäre ausgebildet ist und wobei der Auffang- behälter (3) einen Auffangraum (30) zur Aufnahme von aus dem Bauraum (8) des Baubehälters (2) stammendem losem Baumaterialpulver aufweist sowie
• mit einer Tragstruktur (5) für die Behälteranordnung (1), mit welcher die Behälteranordnung (1) lösbar verbunden ist und mittels derer die Behälteranordnung (1) aus einer Ausgangsstellung, in welcher der Auffangbehälter (3) in Schwerkraftrichtung über dem Baubehälter (2) angeordnet ist, in eine Entpackungsstellung überführbar ist, in welcher der Auffangbehälter (3) in Schwerkraftrichtung unter dem Baubehälter (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Behälteranordnung die Behälteranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist. Entpackungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteranordnung (1) an der Tragstruktur (5) um eine senkrecht zu der Hauptebene (45) des geschlossenen Behälterdeckels (12) des Baubehälters (2) drehbar an der Tragstruktur (5) gelagert ist. Entpackungsvorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
• dass die Behälteranordnung (1) aus der Ausgangsstellung in die Entpackungsstellung überführbar ist, indem die Behälteranordnung (1) an der Tragstruktur (5) um eine horizontale Behälter-Schwenkachse (35) schwenkbar gelagert ist und
• dass die Behälteranordnung (1) um die horizontale Behälter-Schwenkachse (35) in eine Entpackungsstellung schwenkbar ist, bei welcher der geöffnete Behälterdeckel (12) des Baubehälters (2) unter einem spitzen Winkel gegen die Horizontale nach unten geneigt ist. Fertigungsvorrichtung zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils (9) durch selektives Verfestigen von pulverartigem Baumaterial (Baumaterialpulver), • mit einer Fertigungseinheit, an welcher in einer inerten Atmosphäre in einem Bauraum (8) eines Baubehälters (2) aus Baumaterialpulver das Bauteil (9) erzeugbar ist sowie
• mit einer Entpackungsvorrichtung (6) zum Entpacken des in dem Bauraum (8) des Baubehälters (2) aufgenommenen Bauteils (9) von in dem Bauraum (8) des Baubehälters (2) aufgenommenem Baumaterialpulver, dadurch gekennzeichnet, dass als Entpackungsvorrichtung die Entpackungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 14 vorgesehen ist.
16. Fertigungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
• dass die Fertigungseinheit eine Siebstation zur Bereitstellung des Baumaterialpulvers für den Baubehälter (2) aufweist und für die Siebstation eine Inertgasversorgung (34) vorgesehen ist, mittels derer die inerte Atmosphäre der Fertigungseinheit erzeugbar ist und
• dass der auffangbehälterseitige Teil (31) des Innenraums (32) der Behälteranordnung (1) der Entpackungsvorrichtung (6) mittels der Inertgasversorgung (34) der Siebstation der Fertigungseinheit (7) mit der inerten Atmosphäre füllbar ist.
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