EP4695076A1 - Austragsdüse - Google Patents

Austragsdüse

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Publication number
EP4695076A1
EP4695076A1 EP25713820.6A EP25713820A EP4695076A1 EP 4695076 A1 EP4695076 A1 EP 4695076A1 EP 25713820 A EP25713820 A EP 25713820A EP 4695076 A1 EP4695076 A1 EP 4695076A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
discharge nozzle
circumference
insulation
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP25713820.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Clemens Jehle
Johannes KNÖCHEL
Simon Leitl
Sven KUMPIES
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.)
Arburgadditive GmbH and Co KG
Arburg GmbH and Co KG
Original Assignee
Arburgadditive GmbH and Co KG
Arburg 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 Arburgadditive GmbH and Co KG, Arburg GmbH and Co KG filed Critical Arburgadditive GmbH and Co KG
Publication of EP4695076A1 publication Critical patent/EP4695076A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/295—Heating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a discharge nozzle configured to discharge at least one plasticized, tempered, and solidifiable material into a construction space for producing a three-dimensional object by means of additive manufacturing, having the features of claim 1, and to a device for producing a three-dimensional object by means of additive manufacturing by discharging at least one plasticized, tempered, and solidifiable material into a construction space, having the features of claim 10.
  • the basis for the process is, for example, plastic granulate, which is fed from a material reservoir to the feed zone of the plasticizing screw via a lateral or vertical material feed nozzle.
  • the molten material is then transported via a mass reservoir toward the discharge nozzle.
  • All screw zones and the discharge nozzle can be separately thermally heated, with the temperature gradient usually becoming increasingly higher toward the discharge nozzle.
  • Higher melt temperatures during deposition promote better fusion of the material already deposited in the build space and thus increase component quality, as, among other things, higher component densities can be achieved.
  • the dispensing nozzle is heated, for example, by means of a heating device, in particular by means of a heating band.
  • the nozzle tip and in particular the outlet opening of the dispensing nozzle i.e. the point at which the molten material emerges from the nozzle, is not heated directly.
  • this nozzle tip is located within the build chamber, which is heated by warm air.
  • the nozzle tip is cooled due to convection in the build chamber, since, depending on the material to be processed, there is a large difference between the set temperatures of the dispensing nozzle and the build chamber.
  • This effect is intensified if there is additional forced convection due to a heat source and/or heat sink arranged directly at the dispensing nozzle, in particular due to a forced air flow in order to influence the temperature of the component surface directly at the deposition location.
  • the material discharged from the nozzle tip has a lower temperature than specified by the system, since both the nozzle heating device and the temperature sensor on the nozzle are located outside or above the build space.
  • the lower temperature of the molten material to be deposited directly at the usually tapered point of the nozzle tip also means that higher pressures must be applied to transport the material from the material reservoir towards the outlet opening of the discharge nozzle.
  • the heating output of the nozzle heating bands must be readjusted, which can result in temperature fluctuations depending on the control parameters.
  • a prior art solution can be found, for example, in EP 3 106 290 A1.
  • a method and a device for applying a material are disclosed.
  • a 3D printer, a 3D printing head, a machine tool, and a control device for the device are provided.
  • a heating element is used to locally heat an area upstream of the movement of the 3D printing head or extruder.
  • the heating element and/or the cooling element are advantageously arranged in the direction of movement of the extruder.
  • EP 4 017 704 A1 describes a print head for an additive manufacturing system, in particular for a 3D printer, with at least one tempering element, in particular a cooling element, arranged adjacent to the print head and designed in the form of an annular nozzle.
  • EP 3 401 081 B1 discloses a modeling device for producing a three-dimensional object, comprising a plasticizing section that plasticizes a thermoplastic material to convert it into a molten material; an ejection section for ejecting the molten material; a first air blowing section that blows air from a periphery of the nozzle toward the molten material ejected from the nozzle; a platform on which the molten material ejected from the nozzle is deposited; and a control unit that changes a relative positional relationship between the ejection section and the platform.
  • CN 2 08 558 301 U discloses a 3D printing device comprising a printing unit with a print nozzle that tapers conically toward the nozzle opening, and an insulating layer with an opening in which the print nozzle is located.
  • the insulating layer rests on a periphery in the region of the conical taper and protrudes from the periphery in a direction away from the nozzle opening. The insulating layer reduces excessive temperatures in the area of the nozzle opening.
  • WO 2022/148 935 A1 discloses a device for three-dimensional printing, comprising a print head equipped with a nozzle through which a stream of molten material emerges, and a thermal insulation system for the print head.
  • the device includes a system for conveying at least one gaseous fluid at a controlled temperature in the vicinity of the nozzle outlet.
  • the conveying system comprises a circulation line for the gaseous fluid, in which the print head is placed, wherein the thermal insulation system is configured to enable the conveyance of the fluid in the line.
  • the website www.roboter-bausatz.de sells so-called silicone socks that can be slipped over the so-called hotends of 3D printing nozzles, which are usually tapered, and sit directly against them to prevent temperature fluctuations in the printing nozzle.
  • the temperature of the discharge nozzle is primarily influenced, but only secondarily and to a lesser extent the temperature in the build space, in particular the temperature directly at the build location or storage location of the material.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a discharge nozzle in which a temperature of the discharge nozzle at the nozzle tip can be adjusted to the temperature desired at the deposition location in order to produce good process conditions.
  • the dispensing nozzle configured to dispense at least one plasticized, tempered, and solidifiable material into a tempered build space for producing a three-dimensional object by means of additive manufacturing according to the features of claim 1.
  • the dispensing nozzle comprises a body with a circumference and a nozzle tip through which the plasticized and tempered material flows, wherein the dispensing nozzle is at least partially surrounded by at least one nozzle insulation, wherein the circumference decreases in the region of the nozzle tip up to an outlet opening of the dispensing nozzle, and wherein the at least one nozzle insulation follows the circumference at a distance.
  • the object is also achieved with a device for producing a three-dimensional object by means of additive manufacturing by dispensing at least one plasticized, tempered, and solidifiable material into a build space using a corresponding dispensing nozzle according to the features of claim 10.
  • the process flow and the component quality of the object to be manufactured can be significantly improved.
  • the insulation of the nozzle tip by means of a fluid cushion, in particular an air cushion, between the nozzle insulation and the nozzle tip advantageously keeps the temperature substantially constant over the entire length of the heat-insulated area.
  • the body preferably has a heating device, wherein the at least one nozzle insulation is arranged between the heating device and an outlet opening of the discharge nozzle, adjacent to a circumference of the body, extends radially outward from the contact with the circumference and then, at a distance from the circumference of the body, to just before the outlet opening, and completely surrounds the discharge nozzle.
  • the heating device thus sets the optimal temperature in the discharge nozzle for the deposition of the plasticized material up to just before the nozzle tip, which is then passively maintained by the nozzle insulation at the nozzle tip up to the outlet opening of the discharge nozzle.
  • the at least one nozzle insulation preferably extends at a substantially constant distance from the circumference of the body up to just before the outlet opening of the discharge nozzle and thus results in constant spatial conditions between the nozzle insulation and the nozzle tip or constant volumes for the insulating fluid, such as air, the temperature can advantageously be kept extremely constant.
  • the at least one nozzle insulation is preferably made of a material with low thermal conductivity. This results in less heat loss or heat inflow to or from the nozzle tip from the environment.
  • the at least one nozzle insulation preferably comprises at least one of the materials metal, ceramic or plastic.
  • Metals and plastics have a particularly high mechanical resistance, whereas ceramic has a particularly low thermal conductivity.
  • the at least one nozzle insulation is preferably removably attached to a circumference of the body.
  • the temperature consistency at the nozzle tip or the outlet opening of the discharge nozzle can preferably be further improved if at least one nozzle insulation and at least one temperature control line, such as a fluid channel or an annular nozzle, are arranged between the heating device and the outlet opening on the circumference of the body, which is designed to supply heat in a targeted manner to the three-dimensional object and/or in particular to the build point and thus for the local temperature control of the build space temperature in the region of the deposition location where the material is applied.
  • the nozzle insulation and temperature control line extend from the system on the circumference, initially radially outwards and then at a distance from the circumference of the body. This advantageously allows suitable temperature conditions to be optimized at the build point for the construction of the three-dimensional object, and at the same time, the temperature at the nozzle can be maintained independently of this by the nozzle insulation.
  • the at least one nozzle insulation and the at least one temperature control supply line preferably extend at a substantially constant distance from the circumference of the body until shortly before the outlet opening and are at a substantially constant distance from one another at least in the radial direction.
  • the heating device preferably comprises at least one heating band arranged on the circumference of the body.
  • FIG. 1a shows a schematic view of an apparatus for producing a 3D object
  • Fig. 1 b is a section of Fig. 1a showing the discharge nozzle with the nozzle insulation partially surrounding its body circumference
  • Fig. 2 is a schematic view of a second embodiment of the discharge nozzle according to the invention.
  • Fig. 1a schematically illustrates a device 100 for producing a three-dimensional object 40, such as an additive manufacturing unit.
  • Solid material is fed via a feed unit, designed as a hopper in the exemplary embodiment, to a plasticizing unit 16, where it is plasticized and then fed, for example, by a screw conveyor, to a discharge unit with a discharge nozzle 10. From there, it is discharged via a discharge opening 50 into a temperature-controlled or temperature-controllable build space 30, where it is produced to form an object 40, which is then fabricated on a slide 18.
  • the material can be discharged dropwise and/or strandwise.
  • the discharge nozzle 10 is configured to discharge at least one plasticized, tempered, and solidifiable material 20 into a tempered or temperable build space 30 for producing the three-dimensional object 40 by additive manufacturing.
  • the discharge nozzle 10 has a body 12 through which the plasticized and tempered material 20 flows.
  • the discharge nozzle 10 is at least partially surrounded by at least one nozzle insulation 70. Although only one nozzle insulation 70 is shown in the figures, it may, for example, be encased and/or surrounded by a second, additional nozzle insulation.
  • the component quality of the object 40 to be produced can be significantly improved.
  • the temperature of the nozzle tip 14 or the outlet opening 50 of the dispensing nozzle 10 thus remains largely unaffected by a convection flow 80 of a fluid located in the build space 30, such as air. To keep the temperature constant, it can also be advantageous if only the part of the body 12 that is surrounded by the nozzle insulation 70 protrudes into the build space 30.
  • FIG. 1 b further advantageous features of the discharge nozzle 10 are shown enlarged, which are described below.
  • a fluid cushion in particular an air cushion
  • the body 12 having a circumference that decreases in the region of a nozzle tip 14 up to an outlet opening 50 of the discharge nozzle 10, and by the at least one nozzle insulation 70 following the circumference at a distance.
  • an optimal temperature for the deposition of the plasticized material 20 can be set in the discharge nozzle 10 up to just before the nozzle tip 14. It is also advantageous if this temperature is subsequently passed on passively from the nozzle insulation 70 at the nozzle tip 14 to the outlet opening 50 of the Discharge nozzle 10 is maintained.
  • the at least one nozzle insulation 70 preferably extends radially outward from the contact area on the circumference and then, at a distance from the circumference of the body 12, to just before the outlet opening 50 and preferably completely surrounds the discharge nozzle 10. To maintain a constant temperature of the nozzle tip 14 or the outlet opening 50 of the discharge nozzle 10, it may also be advantageous if the heating device 60 does not protrude into the temperature-controlled or temperature-adjustable installation space 30.
  • the at least one nozzle insulation 70 extends at a substantially constant distance from the circumference of the body 12 until shortly before the outlet opening 50 of the discharge nozzle 10.
  • the at least one nozzle insulation 70 is made of a material with low thermal conductivity. Particularly high mechanical resistance or low thermal conductivity can be achieved by the at least one nozzle insulation 70 comprising at least one of the materials metal, ceramic, or plastic.
  • the at least one nozzle insulation 70 is removably attached to a circumference of the body 12.
  • the temperature constancy at the nozzle tip 14 or the outlet opening 50 of the discharge nozzle 10 as well as at a construction point at which the material is discharged onto the three-dimensional object can be advantageously improved by arranging between the heating device 60 and the outlet opening 50 on the circumference of the body 12 the at least one nozzle insulation 70 and at least one temperature control line 75, such as a Fluid channel or an annular nozzle, are arranged.
  • the temperature control supply line 75 can be connected to a temperature control source not shown in the drawing, so that, as indicated by the arrows 90, temperature-controlled air or another gaseous medium or fluid can be supplied specifically to the build point.
  • the at least one nozzle insulation 70 is arranged on the nozzle body 12 in such a way that this temperature control takes place independently of the temperature desired for the material in the nozzle body. This is therefore not influenced by the temperature control of the build point due to the nozzle insulation 70.
  • the temperature control supply line is thus configured to supply heat to the three-dimensional object 40 and/or to locally control the build space temperature in the region of the deposit location 55.
  • the at least one nozzle insulation 70 and the temperature control supply line 75 extend from the peripheral contact point, initially radially outward, and then spaced apart from the periphery of the body. They are preferably spaced apart from each other at least radially and completely surround the discharge nozzle 10.
  • tempered air can reach the construction point, while the inner layer contributes to the temperature control of the body 12.
  • An optimum of temperature constancy can advantageously be achieved in that the at least one nozzle insulation 70 and the temperature control supply line 75 extend at a substantially constant distance from the circumference of the body 12 up to just before the outlet opening 50 and are at a substantially constant distance from one another at least in the radial direction.
  • the heating device 60 has at least one heating band arranged on the circumference of the body 12, a uniform temperature distribution within the body of the discharge nozzle can advantageously be achieved.
  • the device schematically shown in Fig. 1a is a device 100 for producing a three-dimensional object by means of additive manufacturing by discharging at least one plasticized, tempered and solidifiable material 20 into a construction space 30, characterized by the use of a discharge nozzle 10 as described above.
  • Tests have shown that with this type of nozzle insulation, the process pressure can be significantly reduced. Due to the now higher melt temperature of the material directly at the nozzle outlet, the melt viscosity is lowered, thus reducing the resistance required for the melt to flow out of the outlet opening 50. This leads to lower shear stress on the material at the nozzle outlet, which can further improve component quality. Furthermore, process stability is significantly increased, as fewer pressure fluctuations can be detected during the process. The heating output of the heating band at the nozzle is also less dependent on the build chamber temperature.

Landscapes

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Abstract

Eine Austragsdüse (10) ist eingerichtet zum Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials (20) in einen temperierten Bauraum (30) zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes (40) mittels additiver Fertigung, wobei die Austragsdüse (10) einen Körper (12) mit einem Umfang und einer Düsenspitze (14) aufweist, durch den das plastifizierte und temperierte Material (20) hindurchfließt. Die Austragsdüse (10) ist zumindest teilweise von wenigstens einer Düsenisolierung (70') umgeben, wobei sich der Umfang im Bereich der Düsenspitze (14) bis hin zu einer Austrittsöffnung (50) der Austragsdüse (10) verringert und wobei die wenigstens eine Düsenisolierung (70) beabstandet dem Umfang folgt. Eine Vorrichtung (100) ist zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes (40) mittels additiver Fertigung durch Austragen des Materials (20) in den Bauraum (30) unter Verwendung einer entsprechenden Austragsdüse (10) vorgesehen.

Description

Austragsdüse
Beschreibung
Bezug zu verwandten Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf und beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2024 107 704.2, hinterlegt am 18. März 2024, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich auch in seiner Gesamtheit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Austragsdüse, eingerichtet zum Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials in einen Bauraum zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes mittels additiver Fertigung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes mittels additiver Fertigung durch Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials in einen Bauraum mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Stand der Technik
In herkömmlichen Vorrichtungen zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes mittels additiver Fertigung mit kontinuierlicher oder diskontinuierlich Materialaustragung ist die Basis für den Prozess z. B. ein Kunststoffgranulat, welches aus einem Materialspeicher mittels eines seitlichen oder vertikalen Materialzuführungsstutzens der Einzugszone der Plastifizierschnecke zugeführt wird. Das schmelzeförmige Material wird dann weiter über einen Massespeicher in Richtung Austragsdüse transportiert. Alle Schneckenzonen sowie die Austragsdüse sind separat thermisch beheizbar, wobei der Temperaturgradient in Richtung Austragsdüse meistens immer höher wird. Höhere Schmelzetemperaturen beim Ablegen begünstigen eine bessere Verschmelzung des bereits im Bauraum abgelegten Materials und erhöhen somit die Bauteilqualität, da u. a. höhere Bauteildichten erreicht werden können. Die Austragsdüse wird z. B. mittels einer Heizeinrichtung beheizt, insbesondere mittels eines Heizbandes. D.h. die Düsenspitze und insbesondere die Austrittsöffnung der Austragsdüse, also die Stelle, an der das schmelzeförmige Material aus der Düse heraustritt, wird nicht direkt beheizt. Diese Düsenspitze befindet sich beim Ablegen des Materials innerhalb des Bauraumes, der mittels Warmluft beheizt wird. Allerdings wird aufgrund der Konvektion im Bauraum die Düsenspitze abgekühlt, da je nach zu verarbeitendem Material die eingestellten Temperaturen der Austragsdüse und des Bauraumes eine hohe Differenz aufweisen. Verstärkt wird dieser Effekt, wenn durch eine direkt an der Austragsdüse angeordneten Wärmequelle und/oder Wärmesenke eine zusätzliche erzwungene Konvektion vorliegt, insbesondere aufgrund einer erzwungenen Luftströmung, um die Temperatur der Bauteiloberfläche direkt am Ablageort zu beeinflussen. Dies hat zur Folge, dass das ausgetragene Material aus der Düsenspitze eine geringere Temperatur aufweist, als vom System vorgegeben, da sowohl die Heizeinrichtung der Düse als auch der Temperatursensor an der Düse sich außerhalb bzw. oberhalb des Bauraumes befinden. Die geringere Temperatur des abzulegenden schmelzeförmigen Materials direkt an der sich in der Regel verjüngenden Stelle der Düsenspitze hat zudem zur Folge, dass höhere Drücke aufgebracht werden müssen, um das Material vom Materialspeicher in Richtung Austrittsöffnung der Austragsdüse zu befördern. Abhängig von der T emperatur bzw. der Differenz der Düsentemperatur zu der konvektierenden Luft muss die Heizleistung der Heizbänder der Düse nachgesteuert werden, was je nach Regelparametern in Temperaturschwankungen resultieren kann.
Eine Lösung nach dem Stand der Technik findet sich z. B. in der EP 3 106 290 A1. Zusammenfassend sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufträgen eines Werkstoffs offenbart. Vorgesehen sind ein 3D-Drucker, ein 3D-Druckkopf, eine Werkzeugmaschine sowie eine Steuereinrichtung für die Vorrichtung. Mittels eines Heizelements wird ein der Bewegung des 3D-Druckkopfes bzw. Extruders vorgelagerter Bereich lokal erwärmt. Mit einem Kühlelement, insbesondere einem Führungselement, wird der aufgetragene Werkstoff sowie ggf. die Fläche wieder abgekühlt. Das Heizelement und/oder das Kühlelement sind vorteilhaft in der Bewegungsrichtung des Extruders angeordnet.
Die EP 4 017 704 A1 beschreibt einen Druckkopf für ein Additiv-Manufacturing-System, insbesondere für einen 3D-Drucker, mit wenigstens einem benachbart zum Druckkopf angeordneten Temperierungselement, insbesondere Kühlungselement, das in Form einer Ringdüse ausgeführt ist. Aus der EP 3 401 081 B1 ist eine Modelliervorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts mit einem Plastifizierabschnitt bekannt, der ein thermoplastisches Material plastifiziert, um es in ein geschmolzenes Material umzuwandeln; einem Auswurfabschnitt zum Auswerfen des geschmolzenen Materials; einem ersten Luftblasabschnitt, der Luft von einem Umfang der Düse in Richtung des aus der Düse ausgestoßenen geschmolzenen Materials bläst; einer Plattform, auf der das aus der Düse ausgestoßene geschmolzene Material abgelagert wird; und einer Steuereinheit, die eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Auswurfabschnitt und der Plattform ändert.
Bei all diesen Dokumenten geht es darum, die Schmelze direkt am Ablageort auf eine optimale Temperatur aufzuwärmen bzw. abzukühlen. Eine Optimierung der Temperatur an der Düsenspitze bzw. Austrittsöffnung der Austragsdüse im Hinblick auf einen ebenso optimalen Prozessdruck des plastifizierten Materials in der Zuführung der Spritzgießmaschine bzw. 3D-Druckmaschine bis zur Austrittsöffnung der Austragsdüse und im Hinblick auf eine optimale Temperatur des auszutragenden plastifizierten Materials findet nicht statt.
Die CN 2 08 558 301 U offenbart eine 3D-Druckvorrichtungmit einer Druckeinheit mit einer sich in Richtung zur Düsenöffnung konisch verjüngenden Druckdüse und einer Isolationsschicht mit einer Durchbrechung, in der sich die Druckdüse befindet. Die Isolationsschicht liegt an einem Umfang im Bereich der konischen Verjüngung an und steht in einer Richtung weg von der Düsenöffnung vom Umfang ab. Durch die Isolationsschicht wird eine zu hohe Temperatur im Bereich der Düsenöffnung reduziert.
Aus der WO 2022/148 935 A1 ist eine Vorrichtung zum dreidimensionalen Drucken bekannt, umfassend einen Druckkopf, der mit einer Düse ausgestattet ist, durch die ein Strom geschmolzenen Materials austritt, und ein Wärmeisolationssystem für den Druckkopf. Die Vorrichtung umfasst ein System zum Fördern mindestens eines gasförmigen Fluids mit kontrollierter Temperatur in der Umgebung des Auslasses der Düse. Dabei umfasst das Fördersystem eine Zirkulationsleitung für das gasförmige Fluid, in der der Druckkopf platziert ist, wobei das Wärmeisolationssystem so konfiguriert ist, dass es die Beförderung des Fluids in der Leitung ermöglicht. Auf der Internetseite www.roboter-bausatz.de werden sogenannte Silikon-Socken vertrieben, die über die sogenannten Hotends von in der Regel sich konisch verjüngenden 3D- Druckdüsen gestülpt werden können und daran direkt anliegen, um Temperaturschwankungen der Druckdüse zu verhindern.
Bei diesen Dokumenten wird primär die T emperatur der Austragsdüse, jedoch nur sekundär und in geringerem Maße die Temperatur im Bauraum, insbesondere die Temperatur direkt am Bauort bzw. Ablageort des Materials beeinflusst.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Austragsdüse anzugeben, bei der eine Temperatur der Austragsdüse an der Düsenspitze auf die am Ablageort gewünschte Temperatur zur Herstellung guter Prozessbedingungen einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Austragsdüse, eingerichtet zum Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials in einen temperierten Bauraum zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes mittels additiver Fertigung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei weist die Austragsdüse einen Körper mit einem Umfang und einer Düsenspitze auf, durch den das plastifizierte und temperierte Material hindurchfließt, wobei die Austragsdüse zumindest teilweise von wenigstens einer Düsenisolierung umgeben ist, wobei der Umfang sich im Bereich der Düsenspitze bis hin zu einer Austrittsöffnung der Austragsdüse verringert und wobei die wenigstens eine Düsenisolierung beabstandet dem Umfang folgt. Die Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes mittels additiver Fertigung durch Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials in einen Bauraum unter Verwendung einer entsprechenden Austragsdüse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Durch die optimale Einstellung der Temperatur des auszutragenden plastifizierten Materials an der Düsenspitze bzw. der Austrittsöffnung der Austragsdüse auf die am Ablageort gewünschte Temperatur und den dadurch erreichbaren optimalen Prozessdruck des plastifizierten Materials in der Zuführung der Vorrichtung zur Herstellung des 3D-Gegen- standes bis zur Austrittsöffnung können vorteilhaft der Prozessablauf und die Bauteilqualität des herzustellenden Gegenstands deutlich verbessert werden. Weiterhin kann durch die Isolierung der Düsenspitze mittels eines Fluidpolsters, insbesondere Luftpolsters, zwischen der Düsenisolierung und der Düsenspitze vorteilhaft die Temperatur über die gesamte Länge des wärmeisolierten Bereichs im Wesentlichen konstant gehalten werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und durch Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Bevorzugt weist der Körper eine Heizeinrichtung auf, wobei die wenigstens eine Düsenisolierung zwischen der Heizeinrichtung und einer Austrittsöffnung der Austragsdüse an einem Umfang des Körpers anliegend angeordnet ist, sich von der Anlage am Umfang zunächst radial nach außen und dann beabstandet zum Umfang des Körpers bis kurz vor die Austrittsöffnung erstreckt und die Austragsdüse vollständig umgibt. Durch die Heizeinrichtung wird damit in der Austragsdüse die für die Ablage des plastifizierten Materials optimale Temperatur bis kurz vor die Düsenspitze eingestellt, die anschließend von der Düsenisolierung an der Düsenspitze passiv bis zur Austrittsöffnung der Austragsdüse aufrechterhalten wird.
Dadurch, dass sich die wenigstens eine Düsenisolierung vorzugsweise im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet zum Umfang des Körpers bis kurz vor die Austrittsöffnung der Austragsdüse erstreckt und sich damit gleichbleibende Raumverhältnisse zwischen der Düsenisolierung und der Düsenspitze bzw. gleichbleibende Volumina für das isolierende Fluid, wie z. B. Luft, ergeben, kann vorteilhaft die Temperatur äußerst gut konstant gehalten werden.
Für die Konstanz der Temperatur ist es außerdem besonders von Vorteil, wenn die wenigstens eine Düsenisolierung vorzugsweise aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit besteht. Dadurch entsteht ein geringerer Wärmeabfluss bzw. Wärmezufluss von bzw. zu der Düsenspitze aus der Umgebung.
Es hat sich weiterhin als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die wenigstens eine Düsenisolierung vorzugsweise wenigstens einen der Werkstoffe Metall, Keramik oder Kunststoff umfasst. Metalle und Kunststoffe weisen eine besonders hohe mechanische Widerstandsfähigkeit aus, wohingegen Keramik eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Für die Wartung der Austragsdüse und die Einstellung der Austragsdüse auf individuelle äußere Gegebenheiten ist von Vorteil, dass die wenigstens eine Düsenisolierung vorzugsweise an einem Umfang des Körpers abnehmbar befestigt ist.
In vorteilhafter Weise kann die Temperaturkonstanz an der Düsenspitze bzw. der Austrittsöffnung der Austragsdüse bevorzugt weiter verbessert werden, wenn zwischen der Heizeinrichtung und der Austrittsöffnung am Umfang des Körpers anliegend die wenigstens eine Düsenisolierung und wenigstens eine Temperierzuleitung, wie z.B. ein Fluidkanal oder eine Ringdüse, angeordnet sind, die dazu eingerichtet ist, Wärme gezielt dem dreidimensionalen Gegenstand und/oder insbesondere dem Baupunkt und damit zur lokalen Temperierung der Bauraumtemperatur im Bereich des Ablageortes zuzuführen, an dem das Material aufgetragen wird. Düsenisolierung und Temperierzuleitung erstrecken sich von der Anlage am Umfang zunächst radial nach außen und dann beabstandet zum Umfang des Körpers. Dadurch können vorteilhaft für den Bau des dreidimensionalen Gegenstands geeignete Temperaturverhältnisse am Baupunkt optimiert werden und gleichzeitig kann davon unabhängig die Temperatur an der Düse durch die Düsenisolierung beibehalten werden.
Ein Optimum der Temperaturkonstanz kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine Düsenisolierung und die wenigstens eine Temperierzuleitung, wie z.B. ein Fluidkanal oder eine Ringdüse, vorzugsweise sich im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet zum Umfang des Körpers bis kurz vor die Austrittsöffnung erstrecken und zumindest in radialer Richtung zueinander im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet sind.
Um vorteilhaft eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Körpers der Austragsdüse zu erreichen, umfasst die Heizeinrichtung vorzugsweise wenigstens ein Heizband, das am Umfang des Körpers angeordnet ist.
Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und durch Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1a eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines 3D-Gegen- standes,
Fig. 1 b einen Ausschnitt der Fig. 1a, der die Austragsdüse mit der deren Körperumfang teilweise umgebenden Düsenisolierung zeigt,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Austragsdüse.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nur um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte Anordnung beschränken sollen. Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
In Fig. 1a ist schematisch eine Vorrichtung 100 zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes 40 wie eine additive Fertigungseinheit dargestellt. Über eine im Ausführungsbeispiel als Trichter ausgebildete Zuführeinheit wird festes Material einer Plastifiziereinheit 16 zugeführt, in der es plastifiziert und z.B. durch eine Förderschnecke einer Austragseinheit mit einer Austragsdüse 10 zugeführt wird. Von dort wird es über eine Austragsöffnung 50 in einen temperierten oder temperierbaren Bauraum 30 ausgetragen, um dort einen Gegenstand 40 herzustellen, der auf einem Objektträger 18 gefertigt wird. Das Material kann tropfen- und/oder strangweise ausgetragen werden. Die Austragsdüse 10 ist dabei eingerichtet zum Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials 20 in einen temperierten oder temperierbaren Bauraum 30 zur Herstellung des dreidimensionalen Gegenstandes 40 mittels additiver Fertigung. Dabei weist die Austragsdüse 10 einen Körper 12 auf, durch den das plastifizierte und temperierte Material 20 hindurchfließt. Die Austragsdüse 10 ist zumindest teilweise von wenigstens einer Düsenisolierung 70 umgeben. In den Figuren ist zwar nur eine Düsenisolierung 70 gezeigt, die jedoch z.B. durch eine zweite weitere Düsenisolierung umhüllt und/oder umgeben sein kann. Durch die Einstellung der Temperatur an der Düsenspitze 14 bzw. der Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10, die mittels eines Temperatursensors T gemessen werden kann, z.B. auf die am Ablageort 55 vorherrschende Temperatur und den dadurch erreichbaren optimalen Prozessdruck des plastifizierten Materials 20 in der Zuführung der Vorrichtung 100 zur Herstellung des 3D-Gegen- standes bis zur Austrittsöffnung 50, kann die Bauteilqualität des herzustellenden Gegenstands 40 deutlich verbessert werden. Die Temperatur der Düsenspitze 14 bzw. der Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10 bleibt dadurch weitestgehend unbeeinflusst von einer Konvektionsströmung 80 eines Fluids, das sich im Bauraum 30 befindet, wie z. B. Luft. Für die Konstanthaltung der T emperatur kann es außerdem vorteilhaft sein, wenn nur der Teil des Körpers 12 in den Bauraum 30 hineinragt, der von der Düsenisolierung 70 umgeben ist.
In der Fig. 1 b sind weitere vorteilhafte Merkmale der Austragsdüse 10 vergrößert dargestellt, die im Folgenden beschrieben werden.
Um die Temperatur über die gesamte Länge des wärmeisolierten Bereichs im Wesentlichen konstant zu halten, ist eine vollständige Isolierung der Düsenspitze 14 mittels eines Fluidpolsters, insbesondere Luftpolsters, zwischen der Düsenisolierung 70 und der Düsenspitze 14 vorteilhaft. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Körper 12 einen Umfang aufweist, der sich im Bereich einer Düsenspitze 14 bis hin zu einer Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10 verringert, und dass die wenigstens eine Düsenisolierung 70 beabstandet dem Umfang folgt.
Es ist vorteilhaft, wenn in der Austragsdüse 10 bis kurz vor die Düsenspitze 14 eine für die Ablage des plastifizierten Materials 20 optimale Temperatur eingestellt werden kann. Vorteilhaft ist es außerdem, wenn diese Temperatur anschließend von der Düsenisolierung 70 an der Düsenspitze 14 auf passivem Weg bis zur Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10 aufrechterhalten wird. Erreichbar ist dies dadurch, dass der Körper 12 eine Heizeinrichtung 60 aufweist und dass die wenigstens eine Düsenisolierung 70 zwischen der Heizeinrichtung 60 und einer Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10 an einem Umfang des Körpers 12 anliegend angeordnet ist.
Die wenigstens eine Düsenisolierung 70 erstreckt sich vorzugsweise von der Anlage am Umfang zunächst radial nach außen und dann beabstandet zum Umfang des Körpers 12 bis kurz vor die Austrittsöffnung 50 und umgibt die Austragsdüse 10 vorzugsweise vollständig. Für die Konstanthaltung der Temperatur der Düsenspitze 14 bzw. der Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10 kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn die Heizeinrichtung 60 nicht in den temperierten oder temperierbaren Bauraum 30 hineinragt.
Um die Temperatur konstant zu halten, ist es vorteilhaft, gleichbleibende Raumverhältnisse zwischen der Düsenisolierung 70 und der Düsenspitze 14 bzw. gleichbleibende Volumina für das isolierende Fluid, wie z. B. Luft, herzustellen, insbesondere entlang des Körpers 12. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine Düsenisolierung 70 sich im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet zum Umfang des Körpers 12 bis kurz vor die Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10 erstreckt.
Vorzugsweise besteht die wenigstens eine Düsenisolierung 70 aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit. Eine besonders hohe mechanische Widerstandsfähigkeit bzw. geringe Wärmeleitfähigkeit kann dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine Düsenisolierung 70 wenigstens einen der Werkstoffe Metall, Keramik oder Kunststoff umfasst.
Für die Wartung der Austragsdüse 10 und die Einstellung der Austragsdüse 10 auf individuelle äußere Gegebenheiten ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Düsenisolierung 70 an einem Umfang des Körpers 12 abnehmbar befestigt ist.
Wie in einer zweiten Ausführungsform in Fig. 2 gezeigt, kann in vorteilhafter Weise die Temperaturkonstanz an der Düsenspitze 14 bzw. der Austrittsöffnung 50 der Austragsdüse 10 sowie an einem Baupunkt, an dem das Material auf den dreidimensionalen Gegenstand ausgetragen wird, dadurch verbessert werden, dass zwischen der Heizeinrichtung 60 und der Austrittsöffnung 50 am Umfang des Körpers 12 anliegend die wenigstens eine Düsenisolierung 70 und wenigstens eine Temperierzuleitung 75, wie z.B. ein Fluidkanal oder eine Ringdüse, angeordnet sind. Die Temperierzuleitung 75 kann mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Temperierungsquelle in Verbindung stehen, so dass, wie durch die Pfeile 90 angedeutet, temperierte Luft oder ein anderes gasförmiges Medium oder Fluid gezielt dem Baupunkt zugeführt werden kann. Gleichzeitig ist aber die wenigstens eine Düsenisolierung 70 so am Düsenkörper 12 angeordnet, dass diese Temperierung unabhängig von der für das Material im Düsenkörper erwünschten Temperatur erfolgt. Diese wird durch die Düsenisolierung 70 also nicht von der Temperierung des Baupunkts beeinflusst. Die Temperierzuleitung ist damit zur Wärmezufuhr zu dem dreidimensionalen Gegenstand 40 und/oder zur lokalen Temperierung der Bauraumtemperatur im Bereich des Ablageortes 55 eingerichtet.
Vorzugsweise erstrecken sich die wenigstens eine Düsenisolierung 70 und die Temperierzuleitung 75, wie z.B. ein Fluidkanal oder eine Ringdüse, von der Anlage am Umfang zunächst radial nach außen und dann beabstandet zum Umfang des Körpers. Vorzugsweise sind sie zumindest in radialer Richtung zueinander beabstandet und umgeben die Austragsdüse 10 vollständig. So kann in der radial äußeren Schicht z.B. temperierte Luft bis zum Baupunkt gelangen und die innere Schicht trägt zur Temperierung des Körpers 12 bei.
Ein Optimum an Temperaturkonstanz kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine Düsenisolierung 70 und die Temperierzuleitung 75 sich im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet zum Umfang des Körpers 12 bis kurz vor die Austrittsöffnung 50 erstrecken und zumindest in radialer Richtung zueinander im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet sind.
Dadurch, dass die Heizeinrichtung 60 wenigstens ein Heizband aufweist, das am Umfang des Körpers 12 angeordnet ist, kann vorteilhaft eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Körpers der Austragsdüse erreichen werden.
Bei der in der Fig. 1a schematisch dargestellten Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung 100 zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes mittels additiver Fertigung durch Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials 20 in einen Bauraum 30, gekennzeichnet durch, die Verwendung einer Austragsdüse 10 wie sie oben beschrieben wurde. Versuche haben gezeigt, dass mit einer derartigen Düsenisolierung der Prozessdruck deutlich gesenkt werden konnte, weil aufgrund der nun höheren Schmelzetemperatur des Materials direkt am Düsenaustritt die Schmelzeviskosität herabgesenkt wird und somit der Widerstand, der zum Herausfließen der Schmelze aus der Austrittsöffnung 50 aufge- bracht werden muss, verringert wird. Dies führt zu einer geringeren Scherbelastung des Materials beim Düsenaustritt, wodurch zusätzlich die Bauteilqualität erhöht werden kann. Zudem wird die Prozessstabilität deutlich erhöht, da weniger Druckschwankungen während des Prozesses festgestellt werden können. Auch die Heizleistung des Heizbandes an der Düse ist unabhängiger von der Bauraumtemperierung.
Besonders wenn eine zusätzliche erzwungene Konvektion direkt an der Austragsdüse vorliegt, bedingt durch eine dort angeordnete Wärmequelle und/oder Wärmesenke, weist die Düsenisolierung eine positive Wirkung auf die Prozessstabilität auf. Es versteht sich von selbst, dass diese Beschreibung verschiedensten Modifikationen, Änderungen und Anpassungen unterworfen werden kann, die sich im Bereich von Äquivalenten zu den anhängenden Ansprüchen bewegen.
Bezugszeichenliste
10 Austragsdüse
12 Körper
14 Düsenspitze
16 Plastifiziereinheit
18 Objektträger
20 Material
30 Bauraum
40 dreidimensionaler Gegenstand
50 Austrittsöffnung
55 Ablageort
60 Heizeinrichtung
70 Düsenisolierung
75 Temperierzuleitung
80 Fluidkonvektion
90 Pfeile
100 Vorrichtung zur Herstellung von 40
T Temperatursensor

Claims

Patentansprüche
1 . Austragsdüse (10), eingerichtet zum Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials (20) in einen temperierten oder temperierbaren Bauraum (30) zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes (40) mittels additiver Fertigung, wobei die Austragsdüse (10) einen Körper (12) mit einem Umfang und einer Düsenspitze (14) aufweist, durch den das plastifizierte und temperierte Material (20) hindurchfließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsdüse (10) zumindest teilweise von wenigstens einer Düsenisolierung (70) umgeben ist, dass der Umfang sich im Bereich der Düsenspitze (14) bis hin zu einer Austrittsöffnung (50) der Austragsdüse (10) verringert und dass die wenigstens eine Düsenisolierung (70) beabstandet dem Umfang folgt.
2. Austragsdüse (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (12) eine Heizeinrichtung (60) aufweist und dass die wenigstens eine Düsenisolierung (70) zwischen der Heizeinrichtung (60) und einer Austrittsöffnung (50) der Austragsdüse (10) an einem Umfang des Körpers (12) anliegend angeordnet ist, sich von der Anlage am Umfang zunächst radial nach außen und dann beabstandet zum Umfang des Körpers (12) bis kurz vor die Austrittsöffnung (50) erstreckt und vorzugsweise die Austragsdüse (10) vollständig umgibt.
3. Austragsdüse (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düsenisolierung (70) sich im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet zum Umfang des Körpers (12) bis kurz vor eine Austrittsöffnung (50) der Austragsdüse (10) erstreckt.
4. Austragsdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düsenisolierung (70) aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit besteht.
5. Austragsdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düsenisolierung (70) wenigstens einen der Werkstoffe Metall, Keramik oder Kunststoff umfasst.
6. Austragsdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düsenisolierung (70) an einem Umfang des Körpers (12) abnehmbar befestigt ist.
7. Austragsdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Heizeinrichtung (60) und einer Austrittsöffnung (50) der Austragsdüse (10) am Umfang des Körpers (12) anliegend wenigstens eine Düsenisolierung (70) und wenigstens eine diese umgebende Temperierzuleitung (75), die zur Wärmezufuhr zu dem dreidimensionalen Gegenstand (40) und/oder zur lokalen Temperierung der Bauraumtemperatur im Bereich des Ablageortes (55) eingerichtet ist, angeordnet sind, die sich von der Anlage am Umfang zunächst radial nach außen und dann beabstandet zum Umfang des Körpers (12) erstrecken.
8. Austragsdüse (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düsenisolierung (70) und die wenigstens eine Temperierzuleitung (75) sich im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet zum Umfang des Körpers (12) bis kurz vor die Austrittsöffnung (50) erstrecken und zumindest in radialer Richtung zueinander im Wesentlichen gleichbleibend beabstandet sind.
9. Austragsdüse (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (60) wenigstens ein Heizband umfasst, das am Umfang des Körpers (12) angeordnet ist.
10. Vorrichtung (100) zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes (40) mittels additiver Fertigung durch Austragen wenigstens eines plastifizierten, temperierten und verfestigbaren Materials (20) in einen temperierten oder temperierbaren Bauraum (30), gekennzeichnet durch die Verwendung einer Austragsdüse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9.
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