JP2018080392A - 付加製造された３次元物体を、この物体を取り囲む造形材料からアンパックするためのアンパック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】付加製造された３次元物体を、付加造形工程の終了後にこの物体を取り囲む硬化していない造形材料からアンパックするための、改善されたアンパック装置を提供する。【解決手段】付加製造された３次元物体２を、付加造形工程の終了後にこの物体を取り囲む硬化していない造形材料３からアンパックするためのアンパック装置４であって、このアンパック装置が、吸引および／または送風工具体１３を備える少なくとも１つの吸引および／または送風工具１０を含む、吸引および／または送風装置１２を有し、その際、前記吸引および／または送風工具体１３の幾何構造的形態は、アンパックすべき少なくとも１つの付加製造された３次元物体２の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合可能でありまたは適合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、付加製造された３次元物体を、付加造形工程の終了後にこの物体を取り囲む硬化していない造形材料からアンパック（Ａｕｓｐａｃｋｅｎ）するためのアンパック装置（Ａｕｓｐａｃｋｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ）に関し、このアンパック装置が、吸引および／または送風工具体を備える少なくとも１つの吸引および／または送風工具を含む、吸引および／または送風装置を有する。

付加製造された３次元物体は、付加造形工程の終了後に、公知のように、硬化していない粉末状ないし粉末形の造形材料により取り囲まれている。付加製造された３次元物体を、この物体を取り囲む造形材料からアンパックするためにアンパック装置が公知であり、このアンパック装置は、吸引および／または送風工具体を含む吸引および／または送風工具を備える、吸引および／または送風装置を有する。

対応の吸引および／または送風工具体の幾何構造的形態は、典型的には固定的に設定されており、このことは、アンパックすべき物体の特定の幾何形状に到達することがしばしば困難であるので、種々の幾何構造的形態を備える付加製造された３次元物体のアンパックの観点において、改善が必要である。吸引および／または送風工具体の固定的に設定された幾何構造的形態は、複雑な、すなわちとりわけ繊細に構成された物体のアンパック過程において、それに加えて危険を呈することがある。なぜなら幾何構造的形態の複雑な物体は、吸引および／または送風工具体によって場合により損傷され得るからである。

したがって本発明の基礎とする課題は、付加製造された３次元物体を、付加造形工程の終了後にこの物体を取り囲む硬化していない造形材料からアンパックするための、上記のことに比べて改善されたアンパック装置を提供することである。

この課題は、請求項１によるアンパック装置によって解決される。これに従属する請求項は、アンパック装置の可能な実施形態に関するものである。

ここに記載するアンパック装置は、付加製造された３次元物体（「対象物」）を、付加造形工程（物体の付加製造の枠内で行われる、造形材料層、即ち硬化可能な造形材料の、漸次で層ごとの選択的な露光、および、これに伴って現れる、漸次で層ごとの選択的な硬化）の終了後にこの物体を取り囲む硬化していない粉末状ないし粉末形の造形材料からアンパックするために用いられる。造形材料は例えば金属粉末であるが、それにも拘らず、造形材料として、同様に、セラミック粉末またはプラスチック粉末も考えられる。アンパックとは、一般的に、それぞれの物体を取り囲む造形材料の除去と理解される。それぞれの物体は、この物体を取り囲む造形材料から「解放」される。

アンパック装置は、吸引および／または送風装置を含む。吸引および／または送風装置は、それぞれの物体をアンパックするための吸引および／または送風流を形成するように構成されている。したがって吸引および／または送風装置は、それぞれの物体を吸引（吸引流）および／または吹き飛ばし（送風流）により造形材料からアンパックするように構成されている。全ての場合において、それぞれの物体の不活性のアンパックが実現され得；且つ、したがって、使用される吸引および／または送風流が不活性であることは可能である。

吸引および／または送風装置は、少なくとも１つの吸引および／または送風工具を含む。吸引および／または送風工具は、吸引および／または送風工具体を含む。吸引および／または送風工具体には、典型的には少なくとも１つの、とりわけノズル状ないしノズル形の吸引および／または送風開口部が、吸引および／または送風流のために形成されている。吸引および／または送風工具体のそれぞれの吸引および／または送風開口部は、合目的には、これら開口部がアンパックすべき物体に向けられているように配置ないし配向されている。
吸引および／または送風工具は、吸引ないし送風流が通流可能な管路要素を介して、吸引ないし送風流を形成する吸引および／または送風装置の一部と接続されている。吸引および／または送風工具体は、（付加的に）ブラシ状に配置ないし形成された、とりわけ繊維製の複数のブラシ要素を含む１つのブラシ集合体（Ｂｕｅｒｓｔｅｎｂｅｓａｔｚ）を有することができる。

吸引および／または送風工具体の幾何構造的形態、すなわちとりわけ寸法および／または形状ないし基本形状は、少なくとも１つのアンパックすべき物体の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に個別に、場合により少なくとも１つのアンパックすべき物体の幾何構造的形態全体に適合可能でありないし適合されている。かくて吸引および／または送風工具体の空間−立体的外部形態は、合目的に、アンパックすべき物体の空間−立体的外部形態の少なくとも１つの部分領域に対応し、場合によっては、アンパックすべき物体の空間−立体的外部形態全体に対応する。
吸引および／または送風工具体の幾何構造的形態は、少なくとも１つのアンパックすべき物体の幾何構造的形態を記述するデータに基づいて、とりわけアンパックすべき物体の幾何構造的形態を記述する造形データに基づいて選択することができる。アンパックすべき物体の幾何形状に少なくとも領域的に、合目的に適合可能でありないし適合された吸引および／または送風工具体幾何形状が存在する。

アンパックすべき物体が、−例えばシリンダないし中空シリンダの場合のように−、例えば円形ないしほぼ円形の幾何構造的形態を有する場合、吸引および／または送風工具体の幾何構造的形態も円形またはほぼ円形である。したがってこの場合、アンパックすべき物体の円形またはほぼ円形の幾何形状に適合された幾何構造的形態を備える吸引および／または送風工具体が、すなわち、アンパックすべき物体の円形またはほぼ円形の幾何構造的形態に対応する円形ないしほぼ円形の幾何構造的形態を備える吸引および／または送風工具体が使用される。
アンパックすべき物体が、−多面体の場合のように−、複数の平坦な表面を有する幾何構造的形態を有している場合、吸引および／または送風工具体の幾何構造的形態も扁平である。したがってこの場合、複数の平坦な表面を有するアンパックすべき物体の幾何構造的形態に対応する扁平な幾何構造的形態を備える吸引および／または送風工具体が使用される。この原理は、アンパックすべき物体の別の幾何学的に規定されたないし幾何学的に規定されていないそれぞれの幾何構造的形態に対して、および吸引および／または送風工具体の少なくとも領域的に前記形態に倣った幾何構造的形態の別の幾何学的に規定されたないし幾何学的に規定されていないそれぞれの幾何構造的形態に対して、類似して当てはまる。

したがって吸引および／または送風工具体、ないし個々の、複数のまたは全ての吸引および／または送風工具体部分は、例えば少なくとも部分的に２次元または３次元の直線状に延在する形状ないし基本形状を、および／または少なくとも部分的に２次元または３次元に湾曲して延在する形状ないし基本形状を有することができる。
例として、吸引および／または送風工具体ないし吸引および／または送風工具体部分の、場合により少なくとも部分的に湾曲して延在する注射針状ないし注射針形の幾何構造的形態が指摘され、これにより、吸引および／または送風工具体ないしそれぞれの吸引および／または送風工具体部分を、例えばアンパックすべき物体中に存在する開口部を通して物体の内部空間に案内することができ；且つ、吸引および／または送風工具体（部分）の横断幾何形状が、開口部の横断幾何形状に適合されている。吸引および／または送風工具体が、アンパックすべき物体の幾何構造的形態に応じて、個別に適合され幾何学的に規定された、または幾何学的に規定されていない（自由な）幾何構造的形態を有することを、ここで再度述べておく。

アンパック装置は、吸引および／または送風工具体がアンパックすべき物体に接近すること、および／または、アンパックすべき物体が複数の場合には、隣接して配置されたアンパックすべき物体の間に接近することを可能にする。吸引および／または送風工具体は、物体へと導かれ得、または、場合によりこの物体中に存在する開口部を通して、この物体の、場合により存在する内部空間内へと導かれ得る。
アンパックすべき、とりわけ複雑に構成された物体の特定の幾何形状が、吸引および／または送風工具体の固定的に規定された幾何構造的形態に基づいて、吸引および／または送風工具体でもってただ困難にだけ到達され得るという、冒頭に述べた困難性は、これにより顧慮される。
それに加えて、複雑な、すなわちとりわけ繊細に構成された物体のアンパック過程における損傷の可能性は減少される。なぜなら、吸引および／または送風工具体の幾何構造的形態が物体の幾何構造的形態に追従するからである。総じて、上記のことに比べて改善されたアンパック装置が存在する。

吸引および／または送風工具体は、複数の吸引および／または送風工具体セグメントを含むことができ、これらの吸引および／または送風工具体セグメントが、吸引および／または送風工具体の形成のもとで、互いに脱着自在に固定可能でありないし固定されている。かくて吸引および／または送風工具体は、モジュール原理（Ｂａｕｋａｓｔｅｎｐｒｉｎｚｉｐ）にしたがい、個々の吸引および／または送風工具体セグメントにより組み立てることができる。吸引および／または送風工具体を形成する吸引および／または送風工具体セグメントの幾何構造的形態に応じて、幾何構造的観点で任意の、すなわち個別に適合可能でありないし適合された、吸引および／または送風工具体の構成が可能である。したがって対応の吸引および／または送風工具体セグメントは、同じまたは異なる幾何構造的形態を有することができる。
直線状および湾曲して延在する吸引および／または送風工具体セグメントの例示的な組み合わせにより、例えば吸引および／または送風工具体のＬ字形状またはＵ字形状が実現され得る。場合により異なって、湾曲して延在する吸引および／または送風工具体セグメントの更に別の例示的な組み合わせにより、例えば吸引および／または送風工具体のリング形状または波形状が実現され得る。

それぞれの吸引および／または送風工具体セグメントには、典型的には適切な固定接合部が装備されており、これら固定接合部が、これら吸引および／または送風工具体セグメント相互の、安定した、それにもかかわらず典型的には脱着自在な固定を保証する。これら対応の固定接合部は、それぞれの吸引および／または送風工具体セグメントの互いの、例えば形状結合的および／または摩擦結合的な固定を可能にする。例としてクリップ固定、クランプ固定、ノッチ固定およびネジ固定を指摘する。

それぞれの吸引および／または送風工具体セグメントには、典型的には少なくとも１つの通流チャネル部分が装備されている。通流チャネル部分は、それぞれの吸引および／または送風工具体セグメントが互いに固定された状態で、吸引および／または送風工具体を少なくとも部分的に貫通する通流チャネルを形成する。通流チャネルは、一方では吸引および／または送風工具体の対応の吸引および／または送風開口部と、他方では吸引ないし送風流が通流可能な管路要素と連通しており、この管路要素を介して、吸引および／または送風工具が、吸引ないし送風流を形成する吸引および／または送風装置の一部分と接続されている。

吸引および／または送風工具体ないし対応の吸引および／または送風工具体セグメントは、少なくとも部分的に、場合により全体的に、付加製造された構造部材ないし付加製造された構造部材群であることは可能である。吸引および／または送風工具体（セグメント）を付加製造することにより、この吸引および／または送風工具体（セグメント）をほぼ適宜の幾何構造的形態で作製することができる。

アンパック装置は、保管装置を含むことができる。保管装置には、所定の幾何構造的形態の複数の吸引および／または送風工具体、および／または所定の幾何構造的形態の複数の吸引および／または送風工具体セグメントが配置可能でありまたは配置することができる。保管装置は、所定の幾何構造的形態の吸引および／または送風工具体（セグメント）を保存する（Ｖｏｒｈａｌｔｕｎｇ）貯蔵庫ないしマガジンの意味で用いられ、したがって、必要な場合には簡単かつ迅速に対応の吸引および／または送風工具体（セグメント）にアクセスすることができ、このようにしてすでに述べたように、アンパックすべき物体の幾何形状に適合された吸引および／または送風工具体幾何形状が準備される。
吸引および／または送風工具体（セグメント）は、保管装置内に幾何構造的基準にしたがい、とりわけ幾何学的寸法および／または幾何学的基本形状にしたがい配列して配置可能でありまたは配置することができる。全ての場合において保管装置は複数の保管区画を含むことができ、これら保管区画が、特定の幾何構造的形態の吸引および／または送風工具体（セグメント）を保管ないし貯蔵するために設けられており、すなわち、それらの寸法に相応して適合されており、したがって保管装置は全体で１つの可能な限りコンパクトな構造を有している。

アンパック装置は、少なくとも３つのロボット軸を有する１つのロボット、とりわけ工業用ロボットを含むことができ、吸引および／または送風工具体は１つのロボット軸に配置または形成されている。対応のロボットは、典型的には少なくとも１つロボットアームを有しており、このロボットアームが、関節エレメントを介して互いに自在に接続された、典型的には直列に順次接続されて配置された複数のロボット部材を含む。これらロボット軸は、典型的にはそれぞれのロボット部材に割り当てられている。ロボットは、例えば、直列に順次接続されて配置されそれぞれの関節エレメントを介して互いに自在に接続された複数のロボット部材を備える、関節ロボットまたは多関節ロボットとして構成することができる。ロボットの１つ、複数または全ての関節エレメントは、回転継手として構成することができる。
基本的にロボットは、少なくとも３つのロボット軸を有する任意の様式のロボットないし工業用ロボットとすることができる。吸引および／または送風工具体は、すでに述べたように、１つのロボット軸に配置または形成されている。少なくとも１つのアンパック工具が配置または形成されたロボット軸は、典型的にはロボットアームの自由端部を形成する１つのロボット部材に割り当てられた１つのロボット軸である。アンパック装置が少なくとも１つの対応のロボットを含むという状況により、それぞれの物体の完全に自動化可能でありないし完全に自動化されたアンパックが可能である。吸引および／または送風工具体を手作業で取り扱う必要はない。アンパック過程は、自動化可能性、効率性および安全性の観点で改善される。

ロボットは、３つ以上のロボット軸、とりわけ５つ、６つまたはそれ以上のロボット軸を有することができる。ロボットがより多くのロボット軸を有していればいるほど、それぞれの物体のアンパックの枠内でのロボットの運動自由度はより大きくなる。ロボットが関節ロボットまたは多関節ロボットとして構成できることはすでに述べた。合目的的な実施形態では、ロボットは５軸または６軸関節ロボットないし多関節ロボットとして構成されている。ロボット軸の数に関係なく、および、ロボットの具体的形態にも関係なく、各ロボット軸は、典型的には互いに独立して制御可能である。ロボット軸は相応に互いに独立して運動可能である。典型的には各ロボット軸は、少なくとも１の運動自由度で可動である。

吸引および／または送風工具体は、ロボット軸に脱着自在に配置することができ、したがって、この吸引および／または送風工具体は、必要に応じて交換可能にこのロボット軸に配置されている。吸引および／または送風工具体の脱着自在な固定を実現するために、ロボットの側および／または吸引および／または送風工具体の側に、適切な、とりわけ機械的な固定接合部を配置または形成することができ、この固定接合部が、ロボット軸での、吸引および／または送風工具体の脱着自在な固定を可能にする。しかしロボット軸での吸引および／または送風工具体の脱着自在な固定は、このロボット軸がグリッパエレメントを含み、このグリッパエレメントが吸引および／または送風工具体を把持するように構成されていることによっても実現することができる。

ロボット軸での吸引および／または送風工具体の脱着自在な配置ないし固定により、吸引および／または送風工具体を必要に応じて交換可能にロボット軸に配置ないし固定することが可能である。吸引および／または送風工具体の交換過程も同様に自動化して行うことができる。ロボットは、例えば、そのために専用に設けられた工具交換モードないしプログラムにおいて、吸引および／または送風工具体の交換を行うように構成することができる。
この場合、ロボットは、例えば、このロボットが自立的に吸引および／または送風工具体の交換を行う交換位置に移動することができる。交換位置においてロボットは、すなわち、吸引および／または送風工具体を脱着自在に固定すべき、ないし固定された少なくとも１つのロボット軸は、吸引および／または送風工具体をアンパック装置に割り当てられた既述の保管装置に供給し、あるいはアンパック装置に割り当てられた保管装置から取り出すことができる。

アンパック装置は、対応のロボットの動作を制御するためにハードウエア的および／またはソフトウエア的に実現された制御装置を含むことができる。
制御装置は、とりわけロボットの運転時にロボット軸の運動を制御する制御情報を形成するように構成されている。制御装置は、とりわけアンパックすべき物体の幾何構造的形態を考慮してロボットを制御するように構成することができ、したがってこのロボットが、アンパックすべき物体の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合された幾何構造的形態を備える１つの吸引および／または送風工具体、および／またはアンパックすべき物体の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合された幾何構造的形態を備える吸引および／または送風工具体を形成するための複数の吸引および／または送風工具体セグメントを選択し、且つ、アンパックすべき物体のアンパックに使用する。相応に構成された制御装置は、アンパック装置により実施可能でありないし実施されるアンパック過程の自動化可能性にポジティブに作用する。

さらに制御装置は、それぞれアンパックすべき物体の幾何構造的形態を記述するデータに基づいて、とりわけそれぞれアンパックすべき物体の幾何構造的形態を記述する造形データに基づいて相応の制御情報を形成するように構成することができる。かくてロボット軸の運動は、アンパックすべき物体の幾何構造的形態ないし幾何構造的特徴に、すなわちとりわけ外側および／または内側輪郭、場合によりアンダーカット等に整合することができる。アンパック過程は、それぞれアンパックすべき物体の幾何構造的形態を考慮して、個別に制御することができる。このようにしてアンパック装置により実施可能でありないし実施されるアンパック過程の効率を（格段に）向上することができる。

本発明は、アンパック装置の他に、３次元物体を付加製造するプラントのためのアンパックステーションにも関する。アンパックステーションは、これが記載のようなアンパック装置を少なくとも１つ含むことを特徴とする。したがってアンパック装置に関連する全ての実施形態はアンパックステーションに対しても同じように当てはまる。

アンパックステーションは、とりわけ直方体形のアンパックチャンバを含むことができ、このアンパックチャンバはアンパックステーションに所属するケーシング構造体の一部分を形成することができる。アンパックステーションは、典型的には不活性化可能でありないし不活性化されている。このロボットまたはアンパック装置に所属するこれらロボットは、存在する場合、アンパックチャンバを（共に）画定する、このアンパックチャンバの床壁、側壁または天井壁に配置または形成することができる。基本的にこれらロボットの起立する配置も、（側方に）懸架する配置も考えられる。

アンパック装置、ないし、このアンパック装置に所属するこのロボット、または、これらロボットは、存在する場合、位置固定して、または少なくとも１の運動自由度で可動に支承して、アンパックチャンバ内に配置または形成することができる。このロボット、または、これらロボットが固有の運動駆動部を有しない場合、アンパックチャンバ側に適切な運動装置を配置することができ、これら運動装置は、アンパック装置ないしロボットのとりわけ特定の運動経路に沿って案内される１つの運動を可能にする。
対応の運動装置は、例えば、アンパックすべき物体を含み且つアンパックステーションへ移動する造形モジュール内部で、アンパックすべき物体に沿って案内される、アンパック装置ないしロボットの運動を可能にする。その際、ロボットは（予め）規定されたアンパック位置に移動することができる。アンパック位置は、他方また、アンパックすべき物体の幾何構造的形態に基づいて選択することができる。

アンパック装置およびアンパックステーションの他に、本発明は、３次元物体を付加製造するためのプラントにも関するものである。このプラントは、このプラントが、少なくとも１つの前記されたようなアンパックステーションを含むことを特徴とする。したがって、アンパック装置に関連する、および、アンパックステーションに関連する全ての実施形態は、このプラントに対しても類似して当てはまる。

アンパックステーションの他に、このプラントは、典型的には、３次元物体、すなわち例えば技術的構造部材ないし技術的構造部材群を、レーザ光線によって硬化可能な造形材料から成る造形材料層を漸次、層ごとに選択的に露光し、これに伴って硬化することにより付加製造するための装置を少なくとも１つ含む。それぞれ選択的に硬化すべき造形材料層の選択的な硬化は、物体に関連する造形データに基づいて行われる。対応の造形データは、それぞれ付加製造すべき物体の幾何構造的形態を記述し、且つ、それぞれ付加製造すべき物体の例えば「スライスされた（ｇｅｓｌｉｃｔｅ）」ＣＡＤデータを含むことができる。この装置は、ＳＬＭ装置、すなわち選択的レーザ溶融方法（ＳＬＭ方法）を実施するための装置として、またはＳＬＳ装置、すなわち選択的レーザ焼結方法（ＳＬＳ方法）を実施するための装置として構成することができる。

本発明を、図面に示された実施例に基づいて詳細に説明する。

一実施例によるアンパックステーションの基本図を示す。 一実施例によるロボットの基本図を示す。 一実施例による吸引および／または送風工具の基本図を示す。 一実施例による吸引および／または送風工具の基本図を示す。 一実施例による吸引および／または送風工具の基本図を示す。 一実施例による吸引および／または送風工具の基本図を示す。 一実施例による吸引および／または送風工具の基本図を示す。 一実施例による吸引および／または送風工具の基本図を示す。

図１は、一実施例による一アンパックステーションの基本図を示す。

アンパックステーション（Ａｕｓｐａｃｋｓｔａｔｉｏｎ）１は、３次元物体２、すなわちとりわけ技術的構造部材ないし技術的構造部材群を付加製造するための装置（図示せず）に割り当てられている。この装置は、すなわち例えば金属粉末の、硬化可能な造形材料３から成る造形材料層を、レーザ光線によって漸次、層ごとに選択的に露光し、これに伴って硬化することにより３次元物体２を付加製造するように構成されている。それぞれ選択的に硬化すべき造形材料層の選択的な硬化は、物体に関連する造形データに基づいて行われる。対応の造形データは、それぞれ付加製造すべき物体２の幾何構造的形態を記述する。

この装置およびこれに割り当てられたアンパックステーション１は、３次元物体２の付加製造のための上位の設備（図示せず）の構成要素を形成する。

アンパックステーション１はアンパック装置４を含んでいる。アンパック装置４は、このアンパックステーション１の、不活性ガス、例えばアルゴン、窒素等により不活性化可能な、または不活性化された、アンパックチャンバ８内に配置されている。アンパックチャンバ８は、アンパックステーション１に所属するケーシング構造体（詳細に図示しない）の一部分を形成することができる。

アンパック装置４は、付加製造された３次元物体２を、付加造形工程の終了後にこの物体を取り囲む硬化していない粉末状ないし粉末形の造形材料３からアンパックするように構成されている。図１に示した実施例では、物体２は、この物体を取り囲む造形材料３と共に、アンパックステーション１に移動した造形モジュール６の造形空間５ないし造形チャンバー内に配置されている。

アンパック装置４は、吸引および／または送風装置１２を含む。吸引および／または送風装置１２は、それぞれの物体２をアンパックするための吸引および／または送風流を形成するように構成されている。かくてアンパック装置４は、物体２を吸引（吸引流）および／または吹き飛ばし（送風流）により造形材料からアンパックするように構成されている。使用される吸引および／または送風流は不活性とすることができ；且つ、この吸引および／または送風流が例えばアルゴンまたは窒素流であることができる。

吸引および／または送風装置１２は、吸引および／または送風工具１０を含む。吸引および／または送風工具１０は、吸引および／または送風工具体１３を含む。吸引および／または送風工具体１３には、少なくとも１つの、とりわけノズル状ないしノズル形の吸引および／または送風開口部１４が吸引および／または送風流のために形成されている。吸引および／または送風工具１０は、吸引ないし送風流が通流可能な管路要素１５を介して、吸引ないし送風流を形成する吸引および／または送風装置１２の一部分と接続されている。吸引および／または送風工具体１３は、（付加的に）ブラシ状に配置ないし形成された、とりわけ繊維製の複数のブラシ要素を含む１つのブラシ集合体（図示せず）を有することができる。

とりわけ図３〜８に示されたそれぞれの吸引および／または送風工具体１３の実施例に基づき理解されるように、吸引および／または送風工具体１３の幾何構造的形態、すなわちとりわけ寸法および／または形状ないし基本形状は、それぞれアンパックすべき物体２の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に、あるいはそれぞれアンパックすべき物体２の幾何構造的形態全体に適合可能でありないし適合されている。かくて吸引および／または送風工具体１３の空間−立体的外部形態は、それぞれアンパックすべき物体２の空間−立体的外部形態全体に少なくとも領域的に対応する。吸引および／または送風工具体の幾何構造的形態は、それぞれアンパックすべき物体２の幾何構造的形態を記述するデータに基づいて、とりわけそれぞれアンパックすべき物体２の幾何構造的形態を記述する造形データに基づいて選択することができる。

アンパックすべき物体２が、−シリンダないし中空シリンダの場合のように−、例えば円形ないしほぼ円形の幾何構造的形態を有する場合、吸引および／または送風工具体１３の幾何構造的形態も円形ないしほぼ円形である（図３，５参照）。この場合、アンパックすべき物体２の円形ないしほぼ円形の幾何学形状に適合された幾何構造的形態を備える吸引および／または送風工具体１３が使用される、もしくは使用され得る。アンパックすべき物体２が、−多面体の場合のように−、複数の平坦な表面を有する幾何構造的形態を有している場合、吸引および／または送風工具体１３の幾何構造的形態も扁平である。この場合、複数の平坦な表面を有するアンパックすべき物体２の幾何構造的形態に対応する扁平な幾何構造的形態を備える吸引および／または送風工具体１３が使用される、もしくは使用され得る。

図３の平面図に示された吸引および／または送風工具体１３の実施例では、吸引および／または送風工具体１３は、物体２の外側輪郭の湾曲部に対応して曲げられ、ないし湾曲して延在するように構成されている。吸引および／または送風工具体１３は、物体２の外側輪郭の少なくとも一部分を（周方向に）取り囲む。

図４の平面図に示された吸引および／または送風工具体１３の実施例では、吸引および／または送風工具体１３は、物体２のとりわけギザギザ状または鋸歯状ないし鋸歯形の段付けられた外側輪郭に対応して段付けられて延在するように構成されている。吸引および／または送風工具体１３は、物体２の外側輪郭の少なくとも一部分を（周方向に）取り囲む。

図５の斜視図に示された吸引および／または送風工具体１３の実施例では、吸引および／または送風工具体１３は、（中空）シリンダ形の物体２の外側輪郭の円形部に対応してリング状に延在するように構成されている。吸引および／または送風工具体１３は、物体２の外側輪郭を（周方向に）完全に取り囲む。

図６の平面図に示された吸引および／または送風工具体１３の実施例では、吸引および／または送風工具体１３は、物体２の四角形の外側輪郭に対応して四角形に延在するように構成されている。吸引および／または送風工具体１３は、アンパックすべき物体２の外側輪郭を（周方向に）完全に取り囲む。ここで吸引および／または送風工具体１３は、互いに固定され、それぞれ例としてＬ字形を有する、複数の吸引および／または送風工具体セグメント１３ａにより形成されている。送風工具体１３がただ１つの（唯一の）送風工具体エレメント１３ａを含むことができることを説明するために、オプションの送風工具体エレメント１３ａは一点鎖線で示されている。

図７の平面図に示された吸引および／または送風工具体１３の実施例では、吸引および／または送風工具体１３は、物体２の波状に湾曲した外側輪郭に対応して波状に湾曲して延在するように構成されている。吸引および／または送風工具体１３は、アンパックすべき物体２の外側輪郭の一部分を（長手方向に）取り囲む。ここで吸引および／または送風工具体１３は、互いに固定されそれぞれ例として湾曲した経過を有する、複数の吸引および／または送風工具体セグメント１３ａにより、形成されている。

図６，７に示された実施例に基づき、吸引および／または送風工具体１３が複数の吸引および／または送風工具体セグメント１３ａを含むことができることが分かり、これらの吸引および／または送風工具体セグメントは、吸引および／または送風工具体１３を形成のもとで、互いに脱着自在に固定可能でありないし固定されている。吸引および／または送風工具体１３を形成する吸引および／または送風工具体セグメント１３ａの幾何構造的形態に応じて、幾何構造的観点で個別に適合可能でありないし適合された吸引および／または送風工具体１３の構成が可能である。対応の吸引および／または送風工具体セグメント１３ａは、同じまたは異なる幾何構造的形態を有することができる。

それぞれの吸引および／または送風工具体セグメント１３ａには、適切な固定接合部（図示せず）が装備されており、これら固定接合部が、これら吸引および／または送風工具体セグメントの安定した、それにもかかわらず脱着自在の固定を保証する。対応の固定接合部は、それぞれの吸引および／または送風工具体セグメント１３ａの相互の、例えば形状結合的および／または摩擦結合的な固定を可能にする。例としてクリップ固定、クランプ固定、ノッチ固定およびネジ固定を指摘する。

吸引および／または送風工具体セグメント１３ａには、少なくとも１つの通流チャネル部分（図示せず）が装備されている。前記通流チャネル部分は、それぞれの吸引および／または送風工具体セグメント１３ａの互いに固定された状態で、吸引および／または送風工具体１３を少なくとも部分的に貫通する通流チャネル（図示せず）を形成する。通流チャネルは、一方では吸引および／または送風工具体１３の対応の吸引および／または送風開口部１４と、他方ではそれぞれの管路要素１５と連通しており、この管路要素を介して吸引および／または送風工具１３が、吸引ないし送風流を形成する吸引および／または送風装置１２の部分と接続されている。

図３〜７に示された実施例に基づき、吸引および／または送風工具体１３、すなわちとりわけ物体２に向いた側の典型的にはそれぞれ吸引および／または送風開口部１４を有する吸引および／または送風工具体部分と、物体２との間に、一定の間隔が可能であることが分かる。図３にだけ明確に示されているが、対応の吸引および／または送風開口部１４はもちろん全ての実施例において存在する。

図８に側面図で示された実施例において、物体２は、複数の開口部を有するドーム形の幾何構造的形態を有する。物体２は、例えば発泡構造体を有する発泡体として存在することができる。具体的には物体２は、例えば人工寛骨臼またはその一部分とすることができる。吸引および／または送風工具体１３は、湾曲した自由端部を備える注射針状または注射針形の幾何構造的な長手形態を有する。吸引および／または送風工具体１３は、物体２に存在する開口部を通して、この物体２の内部空間に案内することができ；且つ、吸引および／または送風工具体（部分）の断面幾何形状が、前記開口部の断面幾何形状に適合されている。二重矢印Ｐ１により、吸引および／または送風工具体１３は回転軸を中心に回転可能であることが示されている。

図３〜８に示した実施例に関連する実施形態から、アンパック装置４が、吸引および／または送風工具体１３をアンパックすべき物体２に接近させること、および／または、−アンパックすべき物体２が複数の場合には−、隣接して配置されたアンパックすべき物体２の間に接近させることを可能にすることは、明かである。吸引および／または送風工具体１３は、物体２に案内することができ、または場合により、物体２に存在する開口部を通して、物体２の場合により存在する内部空間に案内することができる。

アンパック装置４は、保管装置（図示せず）を含むことができる。保管装置には、所定の幾何構造的形態の複数の吸引および／または送風工具体１３、および／または所定の幾何構造的形態の複数の吸引および／または送風工具体セグメント１３ａが配置可能でありまたは配置することができる。吸引および／または送風工具体（セグメント）１３，１３ａは、保管装置内に幾何構造的基準にしたがい、とりわけ幾何学的寸法および／または幾何学的基本形状にしたがい配列して配置可能でありまたは配置することができる。保管装置は複数の保管区画を含むことができ、これら保管区画が、特定の幾何構造的形態の吸引および／または送風工具体（セグメント）１３，１３ａを保管ないし貯蔵するために設けられており、すなわち、それらの寸法に相応して適合されており、したがって保管装置は全体で１つの可能な限りコンパクトな構造を有している。

図１に基づき、アンパック装置４は、少なくとも３つの（異なる）ロボット軸Ａ１〜Ａ６を有するロボット７を含むことができることが分かる。ロボット７は例えば、アンパックチャンバ８を床側で画定する当該アンパックチャンバ８の床壁８ａの上に配置されている。しかしロボット７が、アンパックチャンバ８を（共に）画定する当該アンパックチャンバの側壁または天井壁に配置または形成されていることも考えられる。基本的にロボット７の起立する配置も、（側方に）懸架する配置も考えられる。

ロボット７は位置固定して、または少なくとも１の運動自由度で可動に支承してアンパックチャンバ８内に配置することができる。ロボット７が固有の運動駆動部を有しない場合、アンパックチャンバ側に適切な運動装置（図示せず）を配置することができ、この運動装置は、ロボット７の、とりわけ特定の運動経路に沿って、案内される運動を可能にする。対応の運動装置は、例えば、アンパックすべき物体２に沿った、あるいはアンパックすべき物体２を含み、かつアンパックステーション１へ移動する造形モジュール６内でのロボット７の案内運動を可能にする。その際にロボット７は、（あらかじめ）規定されたアンパック位置に移動することができ、このアンパック位置は、アンパックすべき物体２の幾何構造的形態に基づいて選択することができる。

図２は、一実施例による、ロボット７の基本図を示し、このロボット７は図１に示したアンパックステーション１において使用することができる。

ロボット７は関節ロボットまたは多関節ロボットとして構成されており、１つのロボットアーム９を含む。ロボットアーム９は、直列に順次接続されて配置され、間接エレメントＧ１〜Ｇ６を介して互いに関節運動可能に接続された複数のロボット部材ＲＧ１〜ＲＧ７を含む。関節エレメントＧ１〜Ｇ６は回転継手である。関節エレメントＧ１〜Ｇ６は、それぞれ（直接）隣接して配置されたロボット部材ＲＧ１〜ＲＧ７を回転可能に接続する。ロボット軸Ａ１〜Ａ６が、関節エレメントＧ１〜Ｇ６に、または、これら関節エレメントＧ１〜Ｇ６を介して互いに接続されたロボット部材ＲＧ１〜ＲＧ７に割り当てられていることが分かる。

それぞれのロボット軸Ａ１〜Ａ６ないし関節エレメントＧ１〜Ｇ６ないしロボット部材ＲＧ１〜ＲＧ７は、互いに独立して制御可能であり、対応して互いに独立して運動可能である。ロボット部材ＲＧ１〜ＲＧ７の運動の制御、すなわちロボット７の運転の制御は、ハードウエアおよび／またはソフトウエア的に実現された制御装置１１を介して行われる。

ロボット部材ＲＧ１〜ＲＧ７は、図２に示した実施例では、ベース（ロボット部材ＲＧ１）、これに後置接続され、ロボット軸Ａ１を中心に回転可能に支承された回転台（Ｋａｒｕｓｓｅｌｌ）（ロボット部材ＲＧ２）、これに後置接続され、ロボット軸Ａ２を中心に回転可能に支承された旋回レバー（ロボット部材ＲＧ３）、これに後置接続され、ロボット軸Ａ３を中心に回転可能に支承されたジブ（ロボット部材ＲＧ４）、これに後置接続され、ロボット軸Ａ４を中心に回転可能に支承された多軸ロボットハンド（ロボット部材ＲＧ５）、これに後置接続され、ロボット軸Ａ５を中心に回転可能に支承された固定装置（ロボット部材ＲＧ６）およびこれに後置接続され、ロボット軸Ａ６を中心に回転可能に支承された工具収容装置（ロボット部材ＲＧ７）である。工具収容装置に代わりに、ロボット工具を配置することもできよう。

（最後の）関節Ｇ６に、またはロボットアーム９の自由端部を形成する（最後の）ロボット部材ＲＧ７には、吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３が配置されている。

吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３は、ロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７に脱着自在に配置ないし固定することができる。ロボット７の側、および／または、吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３の側での、脱着自在な固定を実現するために、適切な、とりわけ機械的な固定接合部（図示せず）を配置または形成することができ、この固定接合部が、ロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７での、吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３の脱着自在な固定を可能にする。
ロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７における吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３の脱着自在な固定は、ロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７がグリッパエレメントを含み、このグリッパエレメントが吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３を把持するように構成されていることによっても実現することも可能である。

ロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７における吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３の脱着自在な配置ないし固定により、吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３を必要に応じて交換可能にロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７に配置ないし固定することが可能である。ロボット７は、例えばそのために専用に設けられた工具交換モードないしプログラムにおいて、吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３の自動的な交換を行うように構成することができる。
ここでロボット７、すなわちとりわけロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７は、例えば交換位置に移動することができ、この交換位置においてロボット７は自立的に工具交換を行う。交換位置においてロボット７は、すなわち吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３を脱着自在に固定すべきないし固定された、少なくとも１つのロボット軸Ａ６ないしロボット部材ＲＧ７は、吸引および／または送風工具１０ないし吸引および／または送風工具体１３をアンパック装置４に割り当てられた保管装置に供給し、あるいはアンパック装置４に割り当てられた保管装置から取り出すことができる。

すでに述べたようにアンパック装置４は、ハードウエアおよび／またはソフトウエア的に実現された制御装置１１を含む。制御装置は、とりわけロボット７の運転時にロボット軸Ａ１〜Ａ６の運動を制御する制御情報を形成するように構成されている。
制御装置１１は、−ロボット７の存在にかかわらず−、とりわけアンパックすべき物体２の幾何構造的形態を考慮して、ロボット７を制御するように構成することができ、したがって、このロボットが、アンパックすべき物体２の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合された幾何構造的形態を備える１つの吸引および／または送風工具体１３を、および／またはアンパックすべき物体２の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合された幾何構造的形態を備える吸引および／または送風工具体１３を形成するための複数の吸引および／または送風工具体セグメント１３ａを選択し、アンパックすべき物体２のアンパックに使用する。

さらに制御装置１１は、それぞれアンパックすべき物体２の幾何構造的形態を記述するデータに基づいて、とりわけそれぞれアンパックすべき物体２の幾何構造的形態を記述する造形データに基づいて、相応の制御情報を形成するように構成することができる。かくてロボット軸Ａ１〜Ａ６の運動は、アンパックすべき物体２の幾何構造的形態ないし幾何構造的特徴に、すなわちとりわけ外側および／または内側輪郭、場合によりアンダーカット等に整合することができる。アンパック過程は、それぞれアンパックすべき物体２の幾何構造的形態を考慮して個別に制御することができる。

全ての実施例に対して、吸引および／または送風工具体１３ないし対応の吸引および／または送風工具体セグメント１３ａは、付加製造された物体であって良いことが当てはまる。

１ アンパックステーション
２ ３次元物体
３ 造形材料
４ アンパック装置
５ 造形空間
６ 造形モジュール
７ ロボット
８ アンパックチャンバ
８ａ 床壁
９ ロボットアーム
１０ 送風工具
１１ 制御装置
１２ 吸引および／または送風装置
１３ 吸引および／または送風工具体
１４ 吸引および／または送風開口部
１５ 管路要素

Claims (16)

1. 付加製造された３次元物体（２）を、付加造形工程の終了後にこの物体を取り囲む硬化していない造形材料（３）からアンパックするためのアンパック装置（４）であって、
   このアンパック装置が、吸引および／または送風工具体（１３）を備える少なくとも１つの吸引および／または送風工具（１０）を含む、吸引および／または送風装置（１２）を有する様式の前記アンパック装置において、
   前記吸引および／または送風工具体（１３）の幾何構造的形態は、アンパックすべき少なくとも１つの付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合可能でありまたは適合されている、ことを特徴とするアンパック装置。
2. 前記吸引および／または送風工具体（１３）は、少なくとも部分的に２次元または３次元の直線状に延在する基本形状および／または少なくとも部分的に２次元または３次元に湾曲して延在する基本形状を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のアンパック装置。
3. 前記吸引および／または送風工具体（１３）の幾何構造的形態は、アンパックすべき少なくとも１つの付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態を記述するデータに基づいて、とりわけ、アンパックすべき１つの付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態を記述する造形データに基づいて選択される、ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンパック装置。
4. 前記吸引および／または送風工具体（１３）は、複数の吸引および／または送風工具体セグメント（１３ａ）を含み、これらの吸引および／または送風工具体セグメントが、前記吸引および／または送風工具体（１３）の形成のもとで、互いに脱着自在に固定可能でありまたは固定されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のアンパック装置。
5. 少なくとも２つの吸引および／または送風工具体セグメント（１３ａ）は、同じまたは異なる幾何構造的形態を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のアンパック装置。
6. 保管装置が設けられており、
   この保管装置内において、所定の幾何構造的形態の複数の吸引および／または送風工具体（１３）、および／または、所定の幾何構造的形態の複数の吸引および／または送風工具体セグメント（１３ａ）が配置可能でありまたは配置されている、請求項１〜５のいずれか一つに記載のアンパック装置。
7. 前記吸引および／または送風工具体（１３）、および／または前記吸引および／または送風工具体セグメント（１３ａ）は、前記保管装置内において、幾何構造的基準にしたがい、とりわけ幾何学的寸法および／または幾何学的基本形状にしたがい、配列して配置可能でありまたは配置されている、ことを特徴とする請求項６に記載のアンパック装置。
8. 前記アンパック装置（４）は、少なくとも３つのロボット軸（Ａ１〜Ａ６）を有する１つのロボット（７）、とりわけ工業用ロボット、を含み、前記吸引および／または送風工具体（１３）が１つのロボット軸（Ａ６）に配置または形成されている、こと特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のアンパック装置。
9. 前記吸引および／または送風工具体（１３）は、前記ロボット軸（Ａ６）に脱着自在に配置されており、したがって前記吸引および／または送風工具体が、必要に応じて交換可能に前記ロボット軸（Ａ６）に配置されている、ことを特徴とする請求項８に記載のアンパック装置。
10. 制御装置（１１）が設けられており、
    この制御装置が、前記ロボット（７）の運転時に前記ロボット軸（Ａ１〜Ａ６）の運動を制御する制御情報を形成するように構成されており、
    前記制御装置（１１）が、とりわけ、アンパックすべき付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態を考慮して、ロボット（７）を制御するように構成されており、
    これにより、このロボットが、
    アンパックすべき前記付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合された幾何構造的形態を備える、１つの吸引および／または送風工具体（１３）、および／または、
    アンパックすべき前記付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態の少なくとも１つの部分領域に適合された幾何構造的形態を備える、１つの吸引および／または送風工具体（１３）を形成するための複数の吸引および／または送風工具体セグメント（１３ａ）を選択し、且つ、アンパックすべき前記付加製造された３次元物体（２）のアンパックに使用する、ことを特徴とする請求項６または７および請求項９に記載のアンパック装置。
11. 制御装置（１１）が設けられており、
    この制御装置が、前記ロボット（７）の運転時に前記ロボット軸（Ａ１〜Ａ６）の運動を制御する制御情報を形成するように構成されており、
    前記制御装置（１１）が、アンパックすべき少なくとも１つの付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態を記述するデータに基づいて、とりわけアンパックすべき少なくとも１つの付加製造された３次元物体（２）の幾何構造的形態を記述する造形データに基づいて、前記制御情報を形成するように構成されている、請求項８〜１０のいずれか一つに記載のアンパック装置。
12. 前記吸引および／または送風工具体（１３）は、少なくとも部分的に付加製造された構造部材ないし付加製造された構造部材群である、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のアンパック装置。
13. ３次元物体（２）を付加製造するためのプラント用のアンパックステーション（１）であって、
    このアンパックステーションが、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の少なくとも１つのアンパック装置（４）を含む、ことを特徴とするアンパックステーション。
14. とりわけ直方体形の、アンパックチャンバ（８）が設けられており、
    前記アンパック装置（４）が、このアンパックチャンバ（８）を画定する床壁、側壁または天井壁の表面または内に配置または形成されている、請求項１３に記載のアンパックステーション。
15. 前記アンパック装置（４）は位置固定して、または少なくとも１の運動自由度で可動に支承して、前記アンパックチャンバ（８）内に配置または形成されている、ことを特徴とする請求項１３または１４に記載のアンパックステーション。
16. ３次元物体（２）を付加製造するためのプラントであって、このプラントが、請求項１３〜１５のいずれか一つに記載の少なくとも１つのアンパックステーション（１）を含む、ことを特徴とするプラント。

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