VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ENTPACKEN EINES BAUTEILS Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entpacken eines mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteils aus einer das Bauteil umgebenden Partikelmaterial -Schüttung aus losem, nicht -verfestigtem Partikelmaterial .
Es gibt zahlreiche generative Fertigungsverfahren, bei denen das zu fertigende Bauteil schichtweise aus
Partikelmaterial/Pulvermaterial aufgebaut wird. Die jeweilige Partikelmaterialschicht wird dabei selektiv in einem
vorbestimmten Teilbereich davon verfestigt , so dass das
Bauteil aus selektiv verfestigten übereinander liegenden und sich zumindest teilweise überlappenden Teilbereichen aufgebaut werden kann. Als Beispiele seien z.B. das sog . 3D-Drucken oder das selektive Lasersintern genannt . Generative
Fertigungsverfahren (oder schichtweise Herstellungsverfahren) umfassen neben dem sog . Rapid Prototyping z.B. auch ein sog . Rapid Tooling oder ein sog . Ra id Manufacturing . Das
herzustellende Bauteil kann z.B. eine Gussform oder ein
Gießkern sein. Das Partikelmaterial kann z.B. Sand sein. Es sollte jedoch verständlich sein, dass auch anderes
Partikelmaterial verwendet werden kann und andere Bauteile mit dem Verfahren herstellbar sind.
Bei der schichtweisen Herstellung von derartigen
pulverbasierten Bauteilen v/erden die herzustellenden
Gegenstände während des Bauprozesses in loses Partikelmaterial eingebettet . Gegen Ende des Bauprozesses ist das (zumindest eine) Bauteil somit von einer Partikelmaterial - Schüttung aus losem Partikelmaterial umgeben . Nach dem Herstellungsprozess muss das Bauteil aus der Partikelmaterial -Schüttung entnommen bzw. von dem losen, nicht-verfestigten Partikelmaterial abgetrennt werden dies wird als sog . „Entpacken" des Bauteils bezeichnet . An das sog . Entpacken des Bauteils kann sich eine (Fein- ) Reinigung desselben anschließen, um anhaftende
Partikelmaterial -Reste zu entfernen. Nicht -verfestigtes
Partikelmaterial (oder „ungebundenes" Partikelmaterial) bezeichnet dabei Partikelmaterial außerhalb des verfestigten Teilbereichs einer jeweiligen Schicht, d.h. z.B.
Partikelmaterial außerhalb des Druck- oder Sinterbereichs einer jeweiligen Schicht bzw. nicht-bedrucktes oder nichtgesintertes Partikelmaterial .
Das Entpacken kann z.B. durch Absaugen von dem losen Partikelmaterial mit einem leistungsstarken Sauger erfolgen . Dazu wird z.B. nach der Fertigstellung des Bauteils bzw. nach Beendigung des Bauprozesses ein erster Gegenstand mit einer geeigneten Absaugvorrichtung (z.B. einer sog . Sauglanze oder einem Saugschlauch) von oben soweit freigelegt, bis er z.B. per Hand aus der Baubox entnommen werden kann. Danach wird der nächste Gegenstand freigesaugt, entnommen usw. Ein Bediener muss in diesem Fall alle Bauteile sequentiell freilegen und entnehmen . Ggf . können auch mehrere Bauteile in einer Ebene gleichzeitig freigesaugt werden und dann entnommen werden.
Nachteilig ist dabei die zeitauf ändige Absaugung des losen Partikelmaterials mittels der Saugvorrichtung . Dies gilt vor allem für den Fall eines großen Bauraums bzw. einer großen Baubox, in dem/der ein großes Volumen von nicht-verfestigtem Partikelmaterial aufgenommen ist . Insbesondere bei der
manuellen Absaugung besteht darüber hinaus die Gefahr , dass Gegenstände durch Berührung mit der Absaugvorrichtung
beschädigt werden können . Eine Automatisierung des
Saugvorgangs , z.B. in der Form, dass die Absaugung des
Partikelmaterials mittels Roboterarm erfolgt , ist nur mit hohem Aufwand möglich, da für neue Gegenstände neue aufwändige AblaufProgrammierungen im Roboter notwendig sind. Ein weiterer Nachteil der Absaugmethode besteht darin, dass das
Partikelmaterial nach dem Absaugen nur mit viel Aufwand in einem Behälter gesammelt werden kann . Dies erfolgt
üblicherweise in einem Separator bzw. einer geeigneten
Trennvorrichtung , welche das Partikelmaterial von dem Saugstrom/Luftström abtrennt . Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sämtliche Komponenten, die mit dem abzusaugendem Partikelmaterial in Berührung kommen (z.B. Absauglanze,
Saugschlauch, Separator, etc.), einem starken Verschleiß unterliegen, insbesondere bei stark abrasivem Partikelmaterial wie z.B. Sand.
Das Bauteil kann z.B. auf einer sog. Bauplattform
aufgebaut werden, so dass die Partikelmaterial -Schüttung und das darin aufgenommene Bauteil am Ende des Bauprozesses auf der Bauplattform angeordnet sind. Die Bauplattform kann wiederum in einer sog. Baubox aufgenommen sein. Für leicht rieselfähiges Partikelmaterial bzw. eine gut rieselfähige Partikelmaterial-Schüttung und in dem Fall einer
vergleichsweise kleinen Baubox kann es dabei unter Umständen ausreichend sein, zum Entsanden oder Entpacken des Bauteils aus der Partikelmaterial-Schüttung in der Bauplattform
ausgebildete, selektiv verschließbare Durchgangs -Öffnungen zu öffnen, so dass das lose Partikelmaterial nach unten aus dem Bauraum heraus fällt/rieselt . In bestimmten Fällen kann das Partikelmaterial so ausreichend ohne ein weiteres Auflockern (z.B. mittels Vibration) abfließen/ausrieseln. Allerdings fließt das lose Partikelmaterial in vielen Fällen lediglich in einem Bereich unmittelbar oberhalb der jeweiligen Öffnung ab, so dass es zur Ausbildung von Hohlräumen oberhalb der
jeweiligen Öffnung kommt , in welchem Fall kein weiteres
Partikelmaterial mehr abfließt {sog. „Brückenbildung" über der j eweiligen Öffnung) . In diesen Fällen muss das
Partikelmaterial aufgelockert werden, z.B. mittels Vibration, ohne dadurch das Bauteil zu beschädigen . Dies kann
insbesondere in dem Fall einer großen Baubox
schwierig/problematisch sein. Ferner kann mit diesem Verfahren nur ein gewisser Anteil des losen Partikelmaterials
ausgetragen werden, und eine große Restmenge an
Partikelmaterial kann in der Baubox verbleiben.
Z.B. offenbart WO 2007/139938 Ä2 {siehe dort z.B. die Figuren 3A - 3C) die Verwendung zweier mit vertikalem Abstand zueinander angeordneter Lochplatten, deren Löcher in
horizontaler Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Nach dem Aufbauen des Objekts wird an der Unterseite der unteren Lochplatte ein Vakuum angelegt und das
Partikelmaterial so nach unten hin abgesaugt. Die beiden
Lochplatten können in vertikaler Richtung oder horizontaler Richtung relativ zueinander bewegbar ausgebildet sein. Mit anderen Worten wird von der oberen Lochplatte eine
Bauplattform mit Auslass -Öffnungen gebildet, wobei die
Auslass-Öffnungen durch die versetzt angeordnete untere
Lochplatte verschlossen sind (während des Bauprozesses) .
Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist z.B., dass
Partikelmaterial, das zur Brückenbildung neigt (siehe oben) , so nicht zuverlässig abgelassen werden kann. Durch das
Absaugen von unten können sich Hohlräume über den
Absaugöffnungen bilden, und das Material oberhalb der
Hohlräume fließt nicht mehr ab. Die Brückenbildung kann unter Umständen durch starke Vibrationen, z.B. an der seitlichen Bauboxwandung oder der Bauplattform, verhindert oder gelöst werden. Die Vibrationen können jedoch nachteilig sein für die Bauteile, wobei es leicht zu Bauteilbeschädigungen kommen kan .
Auch US 2008/0241404 AI offenbart eine Bauplattform, die ausgebildet ist, um nicht verfestigtes Partikelmaterial durch die Bauplattform hindurch nach unten hin aus der Baukammer heraus abzulassen. Siehe dort z.B. die Figur 1. Gemäß US 2008/0241404 AI weist die Bauplattform ein Sieb- oder
Gitterelement auf, dessen Öffnungen während des Bauprozesses von unteren Klappen verschlossen werden/sind. Durch Öffnen der Klappen nach dem Bauprozess kann nicht verfestigtes
Partikelmaterial aus der Baukammer abgelassen werden, soweit dieses ausreichend rieselfähig ist.
Es sind zahlreiche weitere Entpackungs -Verfahren bekannt: Z.B. offenbart US 2001/0045678 AI (siehe dort z.B. die Figuren 5A-7C) die Bauplattform mit einem Gitter- oder
Siebelement zu versehen. Am Ende des Bauprozesses wird das Gitterelement mit der darauf angeordneten Pulverschüttung, in welcher das Bauteil eingebettet ist, seitlich aus dem Bauraum heraus in eine separate Nachbehandlungskammer verschoben, wo das Bauteil entpackt wird. Hierzu wird das Gitterelement in der Nachbehandlungskammer auf Rollen angeordnet, welche das Gitterelement hin und her bewegen, um Vibrationen zu erzeugen und so nicht-verfestigtes Partikelmaterial abzuschüttein.
Ferner ist ein Gebläse in der Nachbehandiungskammer
vorgesehen, um das Bauteil von oben anzublasen. Hierbei werden zwei separate Kammern verwendet, eine Baukammer und eine
Nachbehandlungskammer, wobei die Partikelmaterial-Schüttung vor dem eigentlichen Entpacken von der einen in die andere Kammer bewegt werden muss .
US 2002/0090410 AI offenbart ein Entpackungs-Verfahren, bei dem durch die seitliche Bauraumwand bzw. die vertikale Umfangswandung des Bauraums {oder der Baubox} hindurch
einerseits seitlich Luft eingeblasen (auf einer ersten Seite) und andererseits Baumaterial seitlich abgesaugt wird (auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite) .
Gemäß US 2002/0090410 A wird nicht-verfestigtes
Partikelmaterial also seitlich abgesaugt , kombiniert mit einem seitlichen Anblasen des nicht-verfestigten Partikelmaterials . Hierzu muss die Seitenwand und somit die gesamte Baubox entsprechend hoch dimensioniert werden, da die seitlichen Öffnungen zum Einblasen/Absaugen während des Bauprozesses unterhalb der Bauplattform bzw. des Gitterelements
positioniert sein sollten. Zudem wird das Bauteil auf einem Gitterelement aufgebaut , und Partikelmaterial kann beim
Entpacken des Bauteils durch Löcher des Gitterelements nach unten fallen, nachdem die Öffnungen des Gitterelements durch ein nach unten Fahren von einer höhenverstellbaren Bühne freigegeben sind/wurden. Eine unterstützende Vibration ist ebenfalls vorgeschlagen, um die Fließfähigkeit des
Partikelmaterials zu erhöhen .
Ein weiteres Entpackungs -Verfahren ist aus der WO
2005/025780 bekannt . Dieses Dokument schlägt vor, die
Bauplattform nach der Herstellung des Bauteils in eine
Absaugposition zu verfahren und das Bauteil anschließend mittels eines seitlichen Saugstroms zu entpacken, wodurch ein Entfernen des nicht -verfestigten Aufbaumaterials und eine Kühlung des Formkörpers und des Trägers bzw. der Bauplattform erfolgen sollen. Auch hier muss die Seitenwand und somit die gesamte Baubox entsprechend hoch dimensioniert werden.
WO 01/10631 A2 offenbart eine Bauplattform, die porös ausgebildet oder mit Öffnungen versehen ist , wobei durch die Poren bzw. die Öffnungen von unten ein Gas eingeblasen wird, welches eine Art Wirbelbett erzeugt und das das hergestellte Objekt umgebende Pulver auflockert . Das lose Partikelmaterial wird nach oben hin aus dem Bauraum entfernt, z.B. durch ein nach oben Fahren der Bauplattform in Verbindung mit einem Kippen des Bauraums. Siehe z.B. Figuren 3 und 4 der WO
01/10631 A2. Die Entnahme des Baumaterials durch die obere Öffnung des Bauraums ist aufwendig und kompliziert , insb. bei einem groß dimensionierten Bauraum, und zudem kann ein Kippen des Bauraums bei Vorliegen eines Wirbelbetts dazu führen, dass die Bauteile in der Wirbelschicht wandern und z.B.
gegeneinander oder gegen eine Umfangswand des Bauraums prallen/ stoßen, was eine Beschädigung der Bauteile bewirken kann .
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, weiche ein einfaches aber dennoch zuverlässiges Entfernen des
losen Partikelmaterials bzw. eine vereinfachte Entnahme des Bauteils aus der Partikelmaterialschüttung (bzw. aus dem
Bauraum oder der Baubo , in dem/der das Bauteil und die
Partikelmaterialschüttung aufgenommen sind} ermöglichen, insb . auch für einen großen Bauraum bzw. eine große Baubo .
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche ein schnelles Entpacken des
Bauteils aus der Partikelmaterialschüttung ermöglichen, insb. auch für einen großen Bauraum bzw. eine große Baubox .
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche ein sanftes Entpacken des
Bauteils aus der Partikelmaterialschüttung erlauben, d.h. mit denen die Möglichkeit einer Beschädigung des Bauteils
zumindest reduziert werden kann, insb . auch für einen großen Bauraum bz . eine große Baubox.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen das Entpacken des Bauteils aus der Partikelmaterialschüttung leicht/einfach zu automatisieren ist bzw. gesteuert ablaufen kann .
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen das Bauteil selbst/auch aus einer schlecht rieselbaren Partikelmaterialschüttung
zuverlässig entpackt werden kann, insb . auch für einen großen Bauraum bzw. eine große Baubo .
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen das Bauteil auch aus einem relativ großen Bauraum zuverlässig entpackt werden kann .
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Verfügung zu stellen, mit denen das von dem Bauteil abgetrennte Partikelmaterial leicht zu sammeln ist, z.B. um das Partikelmaterial wieder zu verwenden.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen ein beim Entpacken
auftretender Verschleiß von mit dem Partikelmaterial in
Berührung kommenden Vorrichtungen gering gehalten werden kann.
Es ist eine alternative oder zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen das Entpacken in einer
vergleichsweise niedrigen Baubox erfolgen kann.
Zur Lösung von zumindest einer dieser Aufgaben stellt die Erfindung ein Verfahren zum Entpacken eines Bauteils gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 14 bereit. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen
Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Entpacken eines mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteils aus einer Partikelmaterial-Schüttung aus losem, nicht -verfestigtem Partikelmaterial, welche gemeinsam mit dem Bauteil in einem Bauraum angeordnet ist und das Bauteil umgibt, wobei zum Entpacken des Bauteils die das Bauteil umgebende Partikelmaterial -Schüttung in ein Pließbett
überführt wird, so dass das lose, nicht -verfestigte
Partikelmaterial fluidisiert wird/vorliegt, und das
fluidisierte nicht -verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum heraus abgelassen wird.
Das Bauteil kann z.B. mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt sein; alternativ z.B. mittels selektiven
Lasersinterns . Es sind aber auch andere generative
Fertigungsverf hren denkbar/möglich, insb. pulverbasierte Fertigungsverfahren. Derartige Fertigungsverfahren sind dem
Fachmann wohl bekannt und z.B. in den obigen Dokumenten beschrieben . Z.B. kann das Bauteil in dem Bauraum schichtweise aus Partikelmaterial/Pulvermaterial aufgebaut werden/' sein (Anmerkung: der Bauraum aus Anspruch 1 , in dem die Schüttung samt Bauteil aufgenommen ist , kann muss aber nicht zwingend identisch sein zu dem Bauraum (einschl. dessen Begrenzung) , in dem das Bauteil zuvor hergestellt wird) . Die j eweilige
Partikelmaterialschicht kann dabei selektiv in einem
vorbestimmten Teilbereich davon verfestigt werden, so dass das Bauteil aus selektiv verfestigten übereinander liegenden und sich zumindest teilweise überlappenden Teilbereichen aufgebaut werden kann. Z.B. kann das zu fertigende Bauteil schichtweise aus Partikelmaterial aufgebaut werden, indem zunächst in einem Bauraum eine erste Partikelmaterialschicht auf eine sog .
Bauplattform aufgebracht wird . Der Bauraum kann umfangsseitig von einer seitlichen, vertikalen Umfangswandung begrenzt sein und nach oben hin offen sein. Nach unten hin kann der Bauraum von der Bauplattform begrenzt sein. Die Bauplattform kann z.B. höhenverstellbar in der Umfangswandung aufgenommen sein . Z.B. kann der Bauraum von einer sog . Baubox gebildet/definiert sein, welche z.B. verfahrbar sein kann, z.B. mittels eines eigenen in die Baubox integrierten Baubox- Fahrantriebs
(alternativ kann die Baubox stationär ausgebildet sein) . Nach dem Aufbringen der ersten Partikelmaterialschicht auf die Bauplattform mittels eines sog . Beschichters , kann die erste Partikelmaterialschicht selektiv in einem Teilbereich davon verfestigt werden, z.B. durch Aufdrucken eines geeigneten Bindemittels , z.B. mittels einer geeigneten Druckvorrichtung . Anschließend kann die Bauplattform um eine Schichtdicke nach unten abgesenkt werden, eine zweite Partikelmaterialschicht auf die erste Partikelmaterialschicht aufgebracht werden , und die zweite Partikelmaterialschicht selektiv in einem
Teilbereich davon verfestigt werden. Diese Schritte können solange wiederholt werden, bis das Bauteil fertiggestellt ist .
Eine geeignete Druckvorrichtung, ein geeigneter Beschichter, eine geeignete Baubox bzw. eine geeignete Anlage zur
Verwendung in einem solchen Verfahren sind z.B. in den
folgenden Anmeldungen/Patenten beschrieben, deren
Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme hierin
mitaufgenommen ist: DE 10 2009 056 695, DE 10 2009 056 688, DE 10 2009 056 689, DE 10 2009 056 686, DE 10 2009 056 696, DE 10 2009 056 694 und DE 10 2009 056 687.
Am Ende des Bauprozesses/HerStellungsprozesses können in der Partikelmaterial -Schüttung ein oder mehrere Bauteile angeordnet sein. Mehrere Bauteile können z.B. in einer
gemeinsamen horizontalen Lage oder Ebene innerhalb des
Bauraums angeordnet sein ( in welchem Fall sie gleichzeitig bzw. nebeneinander gefertigt worden sind) und/oder in
vertikaler Richtung übereinander innerhalb des Bauraums angeordnet sein (in welchem Fall sie nacheinander gefertigt worden sind) .
Das zumindest eine Bauteil kann also aus verfestigtem Partikelmaterial (bzw. aus selektiv verfestigten Teilbereichen von aufeinanderfolgenden Partikelmaterial -Schichten) gebildet und z.B. eine Gussform oder ein Gießkern sein, z.B. eine
Sandgussform oder ein Sandgießkern .
Das Partikelmaterial oder Baumaterial kann z.B.
Sandpartikel aufweisen . Z.B. können für das Partikelmaterial Sandpartikel verwendet werden, welche aus der Gruppe
ausgewählt sind, welche aus Quarzsandpartikeln,
Aluminiumoxidsandpartikeln, Zirkonsandpartikeln,
Olivinsandpartikeln, Silikatsandpartikeln, Chromitsanpartikeln und Kombinationen davon besteht . Das Partikelmaterial kann aber auch andere Bau-Partikel aufweisen, z.B. Metall- oder Kunststoffpartikel , so dass die Erfindung nicht auf die
Verwendung von Sandpartikeln eingeschränkt ist . Das
Partikelmaterial kann Bau-Partikel mit einer
durchschnittlichen Partikelgröße von 90 bis 250 μτ haben, z.B.
einer durchschnittlichen Partikelgröße von 90 bis 200 μπι, z.B. einer durchschnittlichen Partikelgröße von 110 bis 180 μτη.
Neben den sog, Bau- Partikeln, aus denen das Bauteil primär aufgebaut ist/wird, kann das Partikelmaterial auch
Zusatzstoffe aufweisen, z.B. eine pulver örmige Komponente eines Mehrkomponentenbinders .
Nach der Herstellung des mindestens einen Bauteils in dem Bauraum ist das Bauteil somit in einer Par ikelmaterial - Schüttung eingebettet , z.B. nach ein oder mehreren oder allen Seiten hin (umfangsseitig , nach oben hin, nach unten hin) von losem bzw. nicht-verfestigtem Partikelmaterial umgeben . Das zumindest eine Bauteil kann nun in einem sog .
Entpackungsschritt ausreichend von dem nicht -verfestigten Partikelmaterial befreit werden . Mit anderen Worten kann das Bauteil ausreichend freigelegt werden . Nicht-verfestigtes Partikelmaterial bezeichnet dabei Partikel , die nicht mit anderen Partikeln unter Ausbildung des Bauteils verbunden sind, d.h. Partikel außerhalb des j eweiligen, selektiv
verfestigten Teilbereichs einer Schich . Nach dem Entpacken bzw. dem Ablassen von nicht-verfestigtem Partikelmaterial können die Gegenstände/Bauteile aus dem Bauraum bzw. der
Baubox entnommen werden, z.B. manuell oder automatisiert (z.B. mittels einer GreifVorrichtung bzw. eines Roboters) .
Erfindungsgemäß wird zum Entpacken des Bauteils die das Bauteil umgebende Partikelmaterial -Schüttung in ein Fließbett bzw. eine Wirbelschicht überführt, so dass das lose , nicht - verfestigte Partikelmaterial fluidisiert wird/vorliegt , und das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial wird nach unten hin aus dem Bauraum abgelassen .
Die nach dem Fertigungsprozess in dem Bauraum vorliegende feste Partikelmaterial -Schüttung wird also aufgelockert und in einen fluidisierten Zustand versetzt (insbesondere
vollständig) , so dass die ehemals feste Partikelmaterial - Schüttung nun fluidisiert vorliegt und somi fluidähnliche
bzw. flüssigkeitsähnliche Eigenschaften aufweist. In dem fluidisierten Zustand oder Fließbett/Wirbelschicht-Zustand kann das nicht-verfestigte Partikelmaterial problemlos durch entsprechende Abfluss-Durchgangsöffnungen hindurch nach unten hin aus dem Bauraum abgelassen werden, z.B. frei abfließen (z.B. ohne das Anlegen eines Vakuums) . Selbst ansonsten
schwer/kaum rieselbare Partikelmaterial -Schüttungen können nach deren Fluidisierung bzw. Überführung in die Wirbelschicht problemlos von dem Bauteil abgetrennt werden, und Bauteile können selbst aus vergleichsweise großen Bauräumen bzw. einer darin angeordneten Partikelmaterial-Schüttung zuverlässig entpackt werden.
Z.B. kann das Partikelmaterial erst nach dem Ausbilden der Wirbelschicht aus dem Bauraum abgelassen werden . Es ist allerdings auch denkbar, das lose Partikelmaterial bereits vor dem Vorliegen der Wirbelschicht teilweise abzulassen (soweit möglich) , z.B. soweit möglich aus den Abfluss-Öffnungen heraus rieseln zu lassen . Anschließend kann das verbleibende
Partikelmaterial fluidisiert werden (durch Erzeugen der
Wirbelschicht) und das fluidisiert vorliegende
Partikelmaterial abgelassen werden .
Bei dem erfindungsgemäßen Entpacken des (zumindest einen) Bauteils kann z.B. zumindest so viel nicht -verfestigtes
Partikelmaterial der Partikelmaterial-Schüttung aus dem
Bauraum abgelassen werden, dass das (zumindest eine) Bauteil anschließend, d.h. nach dem Entpacken, (manuell oder
automatisiert) ergriffen und aus dem Bauraum entnommen werden kann . Z.B. liegt nach dem Entpacken zumindest ein Teil , z.B. ein überwiegender Teil , des Bauteils frei , d.h. ist nicht mehr von nicht-verfestigtem Partikelmaterial bedeckt . In dem
Entpackungsverfahren wird das Bauteil also ausreichend
freigelegt . Z.B. kann bei dem erfindungsgemäßen Entpacken ein überwiegender Teil (mehr als die Hälfte) des nicht- verfestigten Partikelmaterials der Partikelmaterial-Schüttung
aus dem Bauraum abgelassen werden. Z.B. können geringe Mengen an nicht-verfestigtem Partikelmaterial in dem Bauraum
verbleiben .
Eine Wirbelschicht sowie deren Erzeugung sind dem Fachmann wohl bekannt . Eine feste bzw. ruhende Schüttung wird dabei von unten nach oben mit einem Fluid durchströmt, wobei die
Schüttung von einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit an in die Wirbelschicht übergeht (sog . Wirbelpunkt) . Bei einer weiteren Anhebung der Strömungsgeschwindigkeit würden die Partikel von einem bestimmten Punkt an bzw. bei einer
bestimmten Strömungsgeschwindigkeit pneumatisch gefördert werden, d.h. nach oben hin aus dem Bauraum ausgetragen werde . Die loses -Partikelmaterial -Wirbelschicht bzw. das loses- Partikelmaterial - Fließbett nimmt gegenüber der festen bzw.
ruhenden Partikelmaterial-Schüttung aus losem Partikelmaterial ein größeres Volumen ein, bzw. nimmt in dem Bauraum eine größere Höhe ein. Bauteile mit größerer Dichte als das Bett können in dem Fließbett nach unten absinken.
Die Wirbelsch cht kann z.B. während des gesamten
Entpackungsvorgangs oder z.B. zumindest über einen
überwiegenden Zeitraum des gesamten Entpackungsvorgangs hinweg ausgebildet werden/bleiben bzw. vorliegen ( intermittierend oder am Stück) . D.h., das erfindungsgemäße Verfahren deckt z.B. einen Fall ab, i dem zumindest während eines zeitlichen Abschnitts des Entpackens die Partikelmaterial -Schüttung in Form von einer Wirbelschicht vorliegt (d.h. , die Wirbelschicht wird aufrechterhalten) und derart fluidisiertes
Partikelmaterial der Partikelmaterial -Schüttung/Wirbelschicht nach unten hin aus dem Bauraum abgelassen wird.
Erfindungsgemäß wird das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum abgelassen. Insbesondere bei großen Bauräumen kann das nicht -verfestigte Partikelmaterial so zuverlässig und schnell aus dem Bauraum abgelassen v/erden . Auf ein seitliches Ablassen oder ein
Entfernen des Baumaterials durch eine obere Öffnung des
Bauraums kann z.B. vollständig verzichtet werden. Die
Bauplattform kann z.B. in einem unteren Bereich des Bauraums verbleiben, in dem sie sich nach dem Aufbauen des Bauteils ohnehin befindet .
Das Bauteil kann somit zunächst in dem Bauraum hergestellt werden und anschließend aus diesem Bauraum zuverlässig
entpackt werden. Der Bauraum kann dabei von einer verfahrbaren Baubox gebildet sein, die nach dem Aufbauen des Bauteils in einer entsprechenden Anlage aus dieser heraus und in eine Entpackungsstation hinein gefahren wird. Dort kann das Bauteil unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zuverlässig und sicher entpackt werden. Alternativ kann das Entpacken aber auch direkt in der Anlage zum Aufbauen des Bauteils bzw. in der Aufbauposition der Baubox erfolgen.
Gemäß der Erfindung ist der Bauraum nach unten hin von einer Bauplattform (z.B. einer höhenverstellbar in dem Bauraum oder der Baubox aufgenommenen Bauplattform} begrenzt,
auf/oberhalb der die das Bauteil enthaltende Partikelmaterial - Schüttung angeordnet ist, wobei das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial durch die Bauplattform hindurch nach unten hin abgelassen wird. Die Bauplattform ist somit als Partikelmaterial-Abfluss-Boden ausgebildet. Die Bauplattform kann fester Bestandteil der Baubox und in diese integriert sein.
D.h., das Bauteil kann zunächst auf der Bauplattform gefertigt werden, z.B. indem das Baumaterial/Partikelmaterial schichtweise unter Ausbildung aufeinanderliegender Schichten auf die Bauplattform aufgebracht wird und indem auf einen für die jeweilige Schicht vorbestimmten Teilbereich vor dem
Aufbringen einer nächstfolgenden Schicht ein fließfähiges Bindemittel dosiert aufgetragen wird, wobei die Partikel des Baumaterials in dem vorbestimmten Teilbereich vermittels des Bindemittels miteinander verbunden werden. Nach seiner
Herstellung ist das Bauteil und die dasselbe umgebende
Partikelmaterial-Schüttung auf/oberhalb der Bauplattform angeordnet, und das fluidisierte nicht -verfestigte
Partikelmaterial kann durch die Bauplattform hindurch nach unten hin abgelassen werden. Mit anderen Worten kann das nicht-verfestigte Partikelmaterial nach unten durch die
Bauplattform hindurch aus dem Bauraum abfließen/abrieseln. Das nicht-verfestigte Partikelmaterial bzw. ein ausreichender oder überwiegender Teil davon kann somit effizient und zuverlässig von dem Bauteil abgetrennt und aus dem Bauraum entfernt werden.
Anschließend kann das Bauteil aus dem Bauraum entnommen werden, z.B. manuell oder automatisiert , z.B. nachdem die Bauplattform ggf . etwas nach oben gefahren wurde (die
Fluidisierung der Partikelmaterial-Schüttung erfolgt z.B. mit nach unten gefahrener Bauplattform) . Das aus dem Bauraum entnommene Bauteil kann dann einer weiteren Reinigung bzw. weiteren Behandlungsschritten unterzogen werden .
In der Bauplattform sind ein oder mehrere
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöff ungen ausgebildet , welche mittels eines Schließmechanismus wahlweise/selektiv schließbar sind und geöffnet werden können, wobei die ein oder mehreren Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen zum Ablassen des fluidisierten nicht-verfestigten
Partikelmaterials mittels/durch Betätigen des
Schließmechanismus geöffnet werden, so dass das fluidisierte nicht -verfestigte Partikelmaterial durch die ein oder mehreren Partikelmaterial-Abfluss -Durchgangsöffnungen hindurch nach unten hin abfließt . Während des Fer igungsprozesses können die ein oder mehreren Abfluss-Durchgangsöffnungen mittels des Schließmechanismus verschlossen werden/sein, so dass die aufeinanderfolgenden Partikelmaterialschichten sicher und zuverlässig auf der Bauplattform ausgebildet werden können. Die Bauplattform kann also z.B. von einer Lochplatte gebildet
sein bzw. eine solche aufweisen, in der ein oder mehrere
(vertikale bzw. in Dickenrichtung der Platte verlaufende) Abfluss-Durchgangsöffnungen ausgebildet sind. Mittels des
Schließmechanismus können die Durchgangsöffnungen der
Lochplatte/Bauplattform selektiv geschlossen bzw. geöffnet werden. Ein derartiger Schließmechanismus ist dem Fachmann grundsätzlich bekann , z.B. aus der US 2008/0241404 (Klappen) oder der WO 2007/139938 A2 (zwei übereinander angeordnete, zueinander versetzte Lochplatten) . Es kann ausreichend sein, eine einzige Abfluss -Durchgangsöffnung in der Bauplattform auszubilden/vorzusehen, z.B. in der Mitte davon . Um ein zügiges und gleichmäßiges Ablassen sicherzustellen, können mehrere Abfluss -Durchgangsöffnungen in der Bauplattform ausgebildet sein. Z.B. können mehrere Abfluss - Durchgangsöf nungen gleichmäßig über die Bauplattform hinweg verteilt sein. Z.B. können mehrere Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen zu einzelnen Gruppen/Anordnungen von benachbarten Abfluss-Durchgangsöffnungen zusammengefasst sein, welche wiederum gleichmäßig über die Bauplattform hinweg verteilt sind.
Der Schließmechanismus kann z.B. ein Lochblech oder eine Lochplatte aufweisen, welche ( im Wesentlichen) parallel zu der Bauplattform angeordnet ist (z.B. oberhalb oder unterhalb der Bauplattform, z.B. benachbart bzw. mit einem geringen Abstand dazu) , eine oder mehrere Durchgangslöcher aufweist (z.B. eine zu der Anzahl von Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen korrespondierende Anzahl von Durchgangs löchern) und relativ zu der Bauplattform zwischen einer Schließ- Position ( in der die Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen versperrt bzw. geschlossen sind; z.B. in der in dem Bauraum befindliches Partikelmaterial von dem Lochblech oder der Lochplatte daran gehindert ist (z.B. direkt oder indirekt durch auf
diesem/dieser angesammeltem/angestautem Partikelmaterial (z.B. in Form eines Schüttkegels) ) , durch die ein oder mehreren
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen hindurch nach unten abzufließen) und einer Öff ungs-Position (in der die
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen freigegeben sind; z.B. in der in dem Bauraum befindliches Partikelmaterial durch die ein oder mehreren Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen sowie die ein oder mehreren
Durchgangslöcher hindurch nach unten abfließen kann) hin und her bewegbar ist, z.B. horizontal und/oder vertikal
verschiebbar, wobei das Lochblech oder die Lochplatte relativ zu der Bauplattform in die Öffnungs-Position bewegt wird, um das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial durch die ein oder mehreren Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen hindurch nach unten abfließen zu lassen.
Alternativ kann der Schließmechanismus ein oder mehrere Drehteller aufweisen, welche drehbar unterhalb bzw. an der Unterseite der Bauplattform angeordnet sind, jeweils zwischen einer ersten Drehposition und einer zweiten Drehposition hin und her drehbewegbar sind (z.B. um die eigene Achse
(Eigendrehbewegung) ) und jeweils eine Mehrzahl von
Durchgangslöchern aufweisen, welche in der ersten Drehposition mit einer Mehrzahl von zugeordneten Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen fluchten und welche in der zweiten
Drehposition von der Bauplattform verdeckt sind, so dass die zugeordneten Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöff ungen verschlossen sind (von dem Drehteller) , wobei die ein oder mehreren Drehteller von der zweiten Drehposition in die erste Drehposition gedreht werden, um die Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen zu öffnen und das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial durch die Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnungen sowie die Durchgangslöcher
hindurch nach unten abfließen zu lassen. Ein einziger
Drehteller, z.B. ein bzgl . der Bauplattform mittig
angeordneter Drehteller, kann ausreichend sein. Es können aber auch mehrere Drehteller vorgesehen sein. Diese können
gleichmäßig über die die Bauplattform hinweg verteilt sein. Mehrere Drehteller können mechanisch miteinander gekoppelt sein, so dass sie gemeinsam von der zweiten in die erste
Drehposition bewegbar sind, z.B. mittels eines Linearantriebs . Die mechanische Kopplung kann mit einem Stangenmechanismus aus gelenkig miteinander verbundenen Stangen erfolgen. Mehrere Drehteller können über eine Schub/Zug-Stange miteinander gekoppelt sein, z.B. indem ein j eweiliger Verbindungs-Arm sowohl an dem zugeordneten Drehteller als auch an der Stange angelenkt ist . Die Schub/Zug-Stange kann mit einem
Linearantrieb in Verbindung stehen, der die Schub/Zug-Stange antreibt/bewegt , um die miteinander gekoppelten Drehteller gemeinsam zwischen der ersten und der zweiten Drehposition hin und her zu bewegen. Mehrere Schub/Zug-Stangen können über einen Querverbinder bzw. eine Querstange miteinander gekoppelt sein, der von dem Linearantrieb angetrieben wird. Der oder die Drehteller können nach unten hin von einer weiteren Platte bzw. einem Blech abgestützt sein, welche/welches als
Verstärkungsplatte oder Verstärkungsblech dient , z.B. um die Drehteller während des Bauprozesses vor einer Durchbiegung zu schützen .
Ferner alternativ kann der Schließmechanismus eine zu der Anzahl von Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen korrespondierende Anzahl von Verschlüssen aufweisen, die ausgebildet sind, um eine j eweils zugeordnete
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnung selektiv zu
verschließen und freizugeben , und die relativ zu der
Bauplatt orm zwischen einer Schlie -Posi ion, in der der j eweilige Verschluss die zugeordnete Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnung verschließt, und einer Öffnungs-Position, in der der j eweilige Verschluss die zugeordnete Partikelmaterial - Abfluss-Durchgangsöffnung freigibt, vertikal und/oder
horizontal hin und her bewegbar sind, wobei die Verschlüsse relativ zu der Bauplattform aus der Schlie -Position in die
Öffnungs-Position bewegt werden, um das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial durch die ein oder mehreren
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöff ungen hindurch nach unten abfließen zu lassen. Die Verschlüsse können z.B.
gemeinsam aus der Schließ-Position in die Öffnungs-Position hin und her bewegbar sein, z.B. indem sie mechanisch
miteinander verbunden/gekoppelt sind, z.B. über ein Gestänge oder eine Platte . Die Verschlüsse können z.B. unterhalb der Bauplattform angeordnet sein . Alle oder mehrere (d.h.
zumindest ein Teil) der Verschlüsse können z.B. Stopfen bzw. Stöpsel aufweisen/sein, welche in der Schließ-Position in der zugeordneten Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöff ung angeordnet sind (zumindest teilweise) und dadurch ein
Abfließen des Partikelmaterials verhindern und welche aus der Schließ-Position in vertikaler Richtung nach unten in die Öffnungs -Position bewegbar sind. Die Stöpsel können dabei in der Schließ-Position direkt gegen zumindest einen Teil der j eweiligen Lochumfangswandung abdichten (bzw. an dieser anliegen) oder alternativ einen Ringspalt gegenüber/mit dieser dieser ausbilden, der klein genug ist, um ein Abfließen des Partikelmaterials zu verhindern (z.B. weil der Ringspalt kein Partikelmaterial durchlässt oder weil der Ringspalt mit
Partikelmaterial zugelegt wird bzw. verstopft oder weil der Ringspalt zur Ausbildung eines Schüttkegels führt/beiträgt , der sich unterhalb der Bauplattform bildet und ein (weiteres) Abfließen des Partikelmaterials verhindert) . Insbesondere wenn die Verschlüsse als Stopfen ausgebildet sind, kann es
vorteilhaft sein, die j eweils zugeordnete Partikelmaterial - Abfluss -Durchgangsöffnung konusförmig auszugestalten, wobei sich die jeweilige Öffnung nach oben hin verjüngt . Dabei kann der j eweilige Stöpsel z.B. ebenfalls konusförmnig ausgebildet sein, z.B. konträr zu dem zugeordneten Loch . Z.B. kann der j eweilige Stopfen aus Gummi hergestellt sein . Zusätzlich oder alternativ können alle oder mehrere (d.h. zumindest ein Teil)
der Verschlüsse z.B. Deckel bzw. Teller aufweisen/sein, welche in der Schließ-Position die zugeordnete Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnung zumindest teilweise verdecken und dadurch ein Abfließen des Partikelmaterials verhindern und weiche aus der Schließ-Position in vertikaler und/oder
horizontaler Richtung in die Öff ungs-Position bewegbar sind.
Es kann aber auch ein anderer geeigneter
Schließmechanismus verwendet werden.
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform fließt das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial saugfrei durch die Bauplattform bzw. deren Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnungen hindurch nach unten hin aus dem Bauraum ab. Mit anderen Worten wird das Partikelmateriai nicht abgesaugt. D.h. , es wird kein Vakuum bzw. Sog an die
Partikelmaterial-Abfluss -Durchgangsöffnungen angelegt, sondern das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial
fließt/strömt frei durch die Partikelmaterial-Abfluss - Durchgangsöffnungen hindurch ab, z.B. ausschließlich
Schwerkraft-bedingt . Das Partikelmaterial kann somit lediglich durch Öffnen/Freigeben der Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen abgelassen bzw. von dem Bauteil abgetrennt werden . Eine Vakuumerzeugungseinrichtung kann ebenso
eingespart werden wie entsprechende Verbindungsschläuche von der Vakuumerzeugungseinrichtung zu den Partikelmaterial- Abfluss -Durchgangsöffnungen, wobei das Bauteil dennoch
zuverlässig entpackt werden kann. Z.B. kann das
Partikelmaterial in einen unterhalb des Bauraums angeordneten Auffangbehälter hinein fließen, in dem das von dem Bauteil abgetrennte nicht -verfestigte Partikelmaterial gesammelt wird
{z.B. kann das Partikelmaterial von den Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnungen aus direkt und frei in die den Auffangbehälter hinein fallen oder rieseln) . Von dort aus kann das nicht-verfestigte Partikelmaterial dem Herstellungsprozess
(generatives Fertigungsverfahrens , z.B. Rapid- Prototyping-
Verfahren zum Herstellen eines Bauteils) rückgeführt bzw.
recycelt werden, z.B. nach einem optionalen Partikelmaterial - Aufbereitungsschritt .
Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform wird das fluidisierte nicht- erfestigte Partikelmaterial zum Entpacken des Bauteils überwiegend oder ausschließlich durch die oben beschriebene Bauplattform bzw. deren
Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen hindurch nach unten hin aus dem Bauraum abgelassen. Mit anderen Worten wird das Partikelmaterial zum Entpacken des Bauteils nicht seitlich abgelassen, d.h. nicht durch die vertikale
Seitenwand/Umfangswand der Baubox hindurch. Hierdurch kann ein aufwendiger Aufbau der Baubox vermieden werden. Die Innenseite der Seitenwand/Umfangswand der Baubox kann somit Loch- frei ausgebildet sein, d.h. es müssen keine Löcher an der
Innenseite der Seitenwand/Umfangswand vorgesehen sein, insb. keine Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen . Z.B. kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein seitliches Blasen und/oder Absaugen vollständig entfallen, wobei das Bauteil dennoch zuverlässig entpackt werden kann. Z.B. kann das
Partikelmaterial in einen unterhalb des Bauraums angeordneten Auf fangbehälter abfließen bzw. hineinrieseln, in dem das von dem Bauteil abgetrennte nicht -verfestigte Partikelmaterial gesammelt wird. Wie bereits erwähnt, kann das nicht- verfestigte Partikelmaterial von dort aus dem
Herstellungsprozess {generatives Fertigungsverfahren, z.B.
Rapid- Prototyping-Verfahren zum Herstellen eines Bauteils) rückgeführt bzw. recycelt werden, z.B. nach einem optionalen Aufbereitungsschritt .
Generell kann das Partikelmaterial in einen unterhalb des Bauraums angeordneten Auffangbehäl er abgelassen werden bzw. hinein rieseln, in dem das von dem Bauteil abgetrennte nicht- verfestigte Partikelmaterial gesammelt wird. Das derart gesammelte Baumaterial kann z.B. mittels einer
Fördereinrichtung, z.B. einer Förderschnecke, entsorgt oder wiederverwendet/recycelt werden.
Die Fluidisierung der Partikelmaterial-Schüttung bzw. die Überführung der Partikelmaterial-Schüttung in das Fließbett erfolgt durch die Bauplattform hindurch bzw. ausgehend von dieser, so dass die Bauplattform gleichzeitig als Wirbelboden und als Partikelmaterial-Abfluss-Bode ausgebildet ist. Das lose Partikelmaterial wird also zum Entpacken des Bauteils zeitgleich/gleichzeitig ausgehend von bzw. durch die
Bauplattform hindurch fluidisiert bzw. in das Fließbett überführt und in dem fluidisierten Zustand bzw. dem
Wirbelschicht/Fließbett-Zus and durch die Bauplattform
hindurch aus dem Bauraum abgelassen. Insbesondere werden gleichzeitig ein Fluidstrom nach oben durch die Bauplattform eingeleitet und ein Partikelstrom nach unten durch die
Bauplattform ausgeleitet.
D.h., gemäß der Erfindung ist die Bauplattform als ein sog. Wirbelboden ausgebildet, d.h. die Bauplattform ist angepasst, um die darüber angeordnete Partikelmaterial- Schüttung in ein Fließbett zu überführen. Sowohl die
Fluidisierung der Partikelmaterial-Festschüttung als auch das Ablassen des fluidisierten Partikelmaterials erfolgen also durch die Bauplattform hindurch bzw. ausgehend von dieser, insb. zeitgleich. Ein solcher Wirbelboden kann
Fluidisierungsmittel aufweisen, z.B. Fluid-Einblasdüsen und/oder Fluid-Durchström-Poren; siehe unten. Die
Fluidisierungsmittel können gleichmäßig über die Bauplattform hinweg verteilt sein und/oder zwischen den Abfluss- Durchgangslöchern bzw. den Gruppen von Abfluss- Durchgangslöchern (z.B. zwischen den Drehtellern) angeordnet sein .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann also gleichzeitig Fluid zum Fluidisieren der Partikelschüttung durch die
Bauplattform hindurch in die Partikelmaterial-Schüttung
eingeleitet und fluidisiertes nicht-verfestigtes
Partikelmaterial durch die Partikelmaterial-Abfluss -
Durchgangsöffnungen der Bauplattform hindurch nach unten hin abgelassen werden.
Die Partikelmaterial-Schüttung wird unter Verwendung von einem (Druck- ) Fluid in ein Fließbett bzw. eine Wirbelschicht überführt. Zur Erzeugung des Fließbetts wird das Fluid derart (z.B. mit einem solchen Druck oder einer solchen
Strömungsgeschwindigkeit) durch die Bauplattform hindurch von unten in die Partikelmaterial-Schüttung hinein eingeleitet, dass die Partikelmaterial-Schüttung von dem Fluid von unten nach oben durchströmt wird und das lose, nicht-verfestigte Partikelmaterial mittels des Fluids aufgelockert und unter Ausbildung einer Wirbelschicht fluidisiert wird. Unterstützend kann Fluid optional seitlich in die Schüttung eingeblasen werden. Das Fluid kann z.B. ein Gas oder ein Gasgemisch sein. Z.B. kann das Fluid Luft sein oder enthalten. Z.B. kann das Fluid ein Inertgas sein oder enthalten. Das Fluid kann
temperiert werden/sein, um die Partikelmaterial-Schüttung bzw. das darin enthaltene Bauteil zu kühlen oder zu erwärmen. Der Druck oder die Strömungsgeschwindigkeit oder der Volumenstrom des dem Bauraum zugeführten Fluids kann geregelt oder
gesteuert werden,, insb, derart, dass die Partikelmaterial - Schüttung in das Fließbett überführt wird und während des Entpackungsvorgangs zumindest für eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. eine überwiegende Zeitdauer) in dem
Fließbett/Wirbelschicht-Zustand gehalten wird.
Hierzu kann die Bauplattform (bzw. der Wirbelboden) eine Mehrzahl von Fluid-Einlassöffnungen aufweisen (z.B. gebildet von Poren oder Düsen oder Kanälen) , durch die das Fluid von der Bauplattform aus in die Schüttung eingeleitet wird. Z.B. kann die Bauplattform (bzw. der Wirbelboden) eine Mehrzahl von Fluid-Einblasdüsen/Einleitdüsen aufweisen, mittels derer das Fluid in die Partikelmaterial -Schüttung hinein eingeleitet
wird. Z.B. kann eine Mehrzahl von Fluid-Einblasdüsen in die Bauplattform integriert sein. 2.B. sind die Fluid-Einblasdüsen gleichmäßig über die Bauplattform hinweg verteilt. Alternativ oder zusätzlich kann die Bauplattform zumindest
abschnittsweise porös ausgebildet sein und das Fluid durch die Poren der Bauplattform hindurch in die Partikelmaterial - Schüttung hinein eingeleitet werden. D.h., die Bauplattform kann z.B. aus einem porösen Material hergestellt sein, z.B. aus einer porösen Sinterplatte. Alternativ kann die
Bauplattform eine oder mehrere poröse Einsätze (z.B. poröse Sintereinsätze) aufweisen, die in entsprechende Ausnehmungen der Bauplattform eingesetzt und z.B. gleichmäßig über die Bauplattform hinweg verteilt sind. Die Poren und/oder die Austrittsöffnungen der Düsen können derart
ausgebildet/dimensioniert sein, dass Partikelmaterial der Schüttung nicht durch die Poren bzw. die Aus rittsöffnungen der Düsen hindurch nach un en hin durchfäll . D.h. , die Poren und/oder die Austrittsöffnungen der Düsen können kleiner dimensioniert sein als die Partikel der Schüttung . Die Poren und/oder die Austrittsöffnungen der Düsen müssen daher während der Herstellung des Bauteils nicht verschlossen werden und können während des Herstellprozesses dazu verwendet werden, um Fluid in die Schüttung bzw. den Bauraum einzuleiten (z.B. um die Schüttung zu kühlen oder zu heizen oder um bestimmte
Komponenten aus der Schüttung abzuführen) . Ferner alternativ können in Dickenrichtung der Bauplattform Durchgangskanäle vorgesehen sein, deren jeweilige Öffnung, die der Schüttung zugewandt ist , mit einem Sieb verschlossen ist , das ein
Durchfallen der Partikel verhindert aber ein nach oben Strömen des Fluids ermöglicht .
Das Fluid kann z.B. mittels eines Kompressors/Verdichters oder einer Pumpe mit Druck beaufschlagt und dann dem Bauraum zugeführt werden, z.B. über die Poren und/oder die Düsen.
Alternativ kann das Fluid aber auch aus einem Druckbehälter
entnommen und dann dem Bauraum zugeführt werden, z.B. über die Pore und/oder die Düsen.
Wie bereits erwähnt, kann die Strömungsgeschwindigkeit oder der Druck des dem Bauraum zugeführten Fluids zum
Entpacken des Bauteils derart gesteuert/eingestellt/geregelt werden, dass das lose, nicht-verfestigte Partikelmaterial mittels des Fluids aufgelockert und unter Ausbildung der
Wirbelschicht fluidisiert wird. Z.B. wird die
Strömungsgeschwindigkeit oder der Druck des dem Bauraum zugeführten Fluids während des gesamten oder zumindest während des überwiegenden Teils des Entpackungsprozesses derart gesteuert/eingestellt/geregelt, dass die Wirbelschicht erzeugt wird und bestehen bleibt. Es liegt dann während des gesamten oder zumindest während des überwiegenden Teils des
Entpackungsprozesses eine Wirbelschicht vor.
Es kann erforderlich/zweckdienlich sein» die
Strömungsgeschwindigkeit oder den Druck des Fluids während des Entpackungsprozesses allmählich zu reduzieren {mit abnehmender Höhe der Partikelmaterial-Schüttung bzw. des Fließbetts} , so dass ein Austrag des Partikelmaterials nach oben vermieden wird. Z.B. kann die Baubox auf Wiegezellen stehen, um das Gewicht der Baubox bzw. der darin enthaltenen
Partikelmaterial-Schüttung zu erfassen, und die
Strömungsgeschwindigkeit oder der Druck des Fluids kann gemäß des erfassten Gewichts gesteuert/eingestellt/geregelt werden. Alternativ kann z.B. ein Füllstands-Sensor vorgesehen sein, der die Höhe der Partikelmaterial-Schüttung
abtastet/detektiert .
Das Fluid kann z.B. kontinuierlich (z.B. mit einem konstanten oder stetig abnehmenden Druck) und/oder Stoß- frei zugeführt werden.
Alternativ kann das Fluid stoßartig unter Erzeugung mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Fluidstöße von unten, in die Partikelmaterial-Schüttung hinein eingeleitet wird, z.B.
gepulst oder getaktet. Hierdurch können Inhomogenitäten bzw. unterschiedliche/variierende Verwirbelungen in die
Partikelmaterial-Schüttung bzw. die Wirbelschicht eingebracht werden, wodurch in Randbereichen und/oder Bauteil- Hinterschneidungen befindliches Partikelraaterial noch besser fluidisiert werden kann. Die Fluidstöße können eine
gelichbleibende oder variierende Frequenz haben. Die
Fluidstöße können gleich stark oder unterschiedlich stark sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die
Fiuidisierungsmittel des Wirbelbodens {d.h., z.B. die Fluid- Einblasdüsen und/oder die Poren) von dem Schließmechanismus zumindest bei geöffneten Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen freigegeben, d.h. die Fiuidisierungsmittel des Wirbelbodens {z.B. die Fluid-Einblasdüsen und/oder die Poren) werden bei geöffneten Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen nicht von dem Schließmechanismus blockiert oder zugelegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Fiuidisierungsmittel des Wirbelbodens {d.h., z.B. die Fluid-Einblasdüsen und/oder die Poren) von dem
Schließmechanismus sowohl bei geöffneten als auch bei
geschlossenen Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen freigegeben. Hierdurch können die Fiuidisierungsmittel des Wirbelbodens auch während des
Bauprozesses/Herstellungsprozesses des Bauteils eingesetzt werden. Ferner kann hierdurch die Wirbelschicht erzeugt werden, bevor die Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen geöffnet werden, d.h., beim Öff en/Freigeben der
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen liegt in diesem Fall bereits ein Fließbett und somit fließf higes
Partikelmaterial vor .
Zusätzlich zu dem Fluid können weitere Maßnahmen zum Auflockern der Partikelmaterial-Schüttung angewandt werden.
Z.B. können ergänzend Schallwellen eingesetzt werden, oder es kann ergänzend eine Vibrationsvorrichtung eingesetzt werden, welche die Umfangswand und/oder die Bauplattform in
Vibrationen versetzt. Allerdings kann das erfindungsgemäße Verfahren auch ohne solche zusätzlichen Maßnahmen durchgeführt werden.
Das obige Verfahren zum Entpacken eines Bauteils kann kombiniert werden mit einem Verfahren zum Herstellen eines oder mehrerer Bauteile mittels eines generativen
Fertigungsverfahrens, wobei bei dem generativen
Fertigungsverfahren in dem Bauraum sämtliche Bauteile in der Draufsicht nebeneinander hergestellt werden (d.h. nicht übereinander), z.B. in einer einzigen horizontalen Bauteil- Lage. Dadurch kann vermieden werden, dass die Bauteile beim Ablassen des fluidisierten Partikelmaterials beschädigt werden, z.B. weil ein Fallen/Absacken eines Bauteils auf ein darunter liegendes Bauteil vermieden wird.
Zusätzlich oder alternativ kann das Bauteil bzw. eines oder mehrere oder alle der Bauteile eine jeweilige Stütz- oder Haltestruktur aufweisen, die bei dem generativen
Fertigungsverfahren zusammen mit dem jeweiligen Bauteil mitausgebildet wird., wodurch beim Entpacken der Bauteile, wenn das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum abgelassen wird, eine Beschädigung des jeweiligen Bauteils und/oder ein Zulegen einer oder mehrerer der obigen Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen durch das Bauteil verhindert wird. D.h., nicht nur das Bauteil sondern auch dessen Stütz- oder Haitestruktur wird mittels des generativen Fertigungsverfahrens hergestellt.
Z.B. kann ein Bauteil mit Bauteil-Beinchen versehen werden, so dass sich das Bauteil mit seinen Beinchen an der Bauplattform abstützen kann bzw. sicher auf dieser landen kann.
Z.B. können bei dem generativen Fertigungsverfahren ferner ein oder mehrere Halterahmen mitausgebildet werden, an denen jeweils ein oder mehrere Bauteile über ihre jeweilige Stützoder Haltestruktur gehalten sind. Ein derartiger Halterahmen kann das Bauteil z.B. Stoffschlüssig oder formschlüssig
abstützen. Insofern wird auf die veröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 10 2007 033 434 AI (-» Stoffschluss)
verwiesen, sowie auf die deutsche Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 10 2011 051 347.7, gemäß der ein
mitausgebildeter Halterahmen und das jeweilige Bauteil
miteinander eingreifen unter Ausbildung eines Ringspalts (z.B. kappenförmiger Spalt) , in dem nicht-verfestigtes
Partikelmaterial aufgenommen ist, so dass das Bauteil
spielfrei an dem Halterahmen gehalten ist (d.h., das in dem Ringspalt aufgenommene Partikelmaterial verbleibt auch nach dem Entpacken des Bauteils in dem Ringspalt) . Ein derartiger Halterahmen erleichtert das Entnehmen des Bauteils aus der Baubox, kann jedoch auch zu einem gesteuerten bzw. gezielten Absacken des Bauteils und/oder zu einem Schutz des Bauteils während des Entpackungsprozesses beitragen.
Z.B. können mehrere Bauteile über ihre jeweilige Stützoder Haltestruktur miteinander verbunden sein. Somit kann ein Aufeinanderfallen bzw. Gegeneinanderstoßen dieser Bauteile vermieden werden.
Das Bauteil bzw. eines oder mehrere oder alle der Bauteile können über ihre jeweilige Stütz- oder Haltestruktur mit der obigen Bauplattform verbunden sein und/oder sich an dieser abstützen.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zur Verwendung in einem der obigen Verfahren bereit (eine sog. Entpackungs-Vorrichtung) , wobei die Vorrichtung aufweist: eine Baubox mit einer vertikalen Umfangswandung, von der ein in dem Innenraum der Baubox angeordneter Bauraum umfangsseitig begrenzt ist, einer Bauplattform, welche den Bauraum nach
unten hin begrenzt (die Bauplattform kann z.B. in der Baubox oder der Umfangswandung aufgenommen sein, z.B.
höhenverstellbar; alternativ kann die Umfangswandung auf der Bauplattform angebracht sein und z.B. in dem Bauprozess mitausgebildet werden) , wobei in der Bauplattform ein oder mehrere Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen zum
Ablassen von fluidisiertem nicht -verfestigtem Partikelmaterial aus der Baubox heraus ausgebildet sind, und einem
Schließmechanismus , der ausgebildet ist , um die ein oder mehreren Partikelmaterial -Ab luss-Durchgangsöffnungen
wahlweise/selektiv zu verschließen und zu öffnen; eine
Fließbett -Erzeugungsvorrichtung , die angepasst ist, um die das Bauteil umgebende Partikelmaterial -Schüttung in ein Fließbett zu überführen, so dass das lose , nicht -verfestigte
Partikelmaterial fluidisiert wird und das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum heraus abgelassen werden kann, sowie eine Steuervorrichtung , welche derart eingerichtet (z.B. programmiert ) ist , dass sie zum Entpacken des Bauteils die Fließbett-Erzeugungsvorrichtung derart steuert, dass diese die das Bauteil umgebende
Partikelmaterial - Schüttung in ein Fließbett überführt , so dass das lose , nicht -verfestigte Partikelmaterial fluidisiert wird und das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum heraus abgelassen werden kann.
Die Steuervorrichtung kann z.B. derart eingerichtet (z.B. programmiert) sein, dass sie zum Entpacken des Bauteils die Fließbett -Erzeugungsvorrichtung derart steuert , dass diese die das Bauteil umgebende Partikelmaterial-Schüttung in das
Fließbett überführt und das Fließbett für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhält . Die Steuervorrichtung kann z.B.
derart eingerichtet (z.B. programmiert) sein, dass sie zum Entpacken des Bauteils die Fließbett - Erzeugungsvorrichtung derart steuert , dass diese die das Bauteil umgebende
Partikelmaterial -Schüttung insgesamt (z.B. an einem Stück oder
intermittierend) für mindestens die Hälfte des gesamten
Entpackungsvorgangs (bzw. der gesamten EntpackungsZeitdauer) in das Fließbett überführt (z.B. größer gleich 70% der
Zeitdauer, z.B. größer gleich 80% der Zeitdauer, z.B. größer gleich 90% der Zeitdauer) .
Die Steuervorrichtung kann ferner derart eingerichtet (z.B. programmiert ) sein, dass sie zum Entpacken des Bauteils den Schließmechanismus derart steuert , dass dieser die ein oder mehreren Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen öffnet/freigibt , so dass das fluidisierte nicht -verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum heraus
abfließen kann, z.B. in einen unterhalb des Bauraums
angeordneten Auffangbehälter hinein, in dem das von dem
Bauteil abgetrennte nicht -verfestigte Partikelmaterial
gesammelt wird. Das Freigeben der Partikelmaterial -Abfluss- Durchgangsöffnungen aus der (vorherigen) Schließstellung kann z.B. kurz vor, zeitgleich mit oder kurz nach der Fluidisierung der Partikelmaterial-Schüttung erfolgen, d.h. die
Steuervorrichtung kann zuerst die Fließbett- ErzeugungsVorrichtung steuern, oder die Fließbett- ErzeugungsVorrichtung und den Schließmechanismus zeitgleich steuern, oder den Schließmechanismus zuerst steuern. Unter Umständen kann es von Vorteil sein, die Partikelmaterial - Abfluss -Durchgangsöffnungen erst freizugeben, wenn/nachdem das Partikelmaterial fluidisiert ist/wurde, da sich in diesem Fall der Schließmechanismus wegen des reduzierten Gewichts , das auf ihm lastet, leichter öffnen/handhaben lässt .
Zusätzlich oder alternativ können die ein oder mehreren Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöff ungen z.B.
Saugvorrichtungs - frei ausgebildet sein, so dass das
f luidisierte nicht -verfestigte Partikelmaterial nach dem
Öffnen der Partikelmaterial-Abfluss -Durchgangsöff ungen saugfrei durch die Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen hindurch aus der Baubox abfließen kann . .
D.h., die Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen sind gemäß dieser Ausführungsform nicht mit einer Vakuum- Erzeugungsvorrichtung bzw. nicht mit einer Saugvorrichtung fluidverbunden . Z.B. kann unterhalb der Baubox ein nach oben hin offener Partikelmaterial -Auffangbehälter vorgesehen sein, wobei das Partikelmaterial aus den Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen heraus frei in den Auffangbehälter hinein rieselt (z.B. im freien Fall , z.B. lediglich in Folge der Schwerkraft, z.B. sind zwischen dem Partikelmaterial- Auffangbehälter und den Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen keine Leitungen vorgesehen) .
Zusätzlich oder alternativ kann die Innenseite der
vertikalen Umfangswandung frei von Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen ausgebildet sein, so dass das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial zum Entpacken des Bauteils ausschließlich nach unten hin aus dem Bauraum abgelassen wird, z.B. in den unterhalb des Bauraums angeordneten
Auffangbehälter hinein, in dem das von dem Bauteil abgetrennte nicht-verfestigte Partikelmaterial gesammelt wird . Ein
auf endiger und kom lexer Schließmechanismus zum selektiven Verschließen von in der Umfangswandung ausgebildeten Auslassöffnungen kann somit entfalle .
Zusätzlich oder alternativ kann der Schließmechanismus wie oben für das Verf hren beschrieben ausgebildet sein (ein oder mehrere Drehteller oder Lochblech/Lochpiatte oder
Verschlüsse) .
Die Fließbett-Erzeugungsvorrichtung kann einen von der Bauplattform ausgebildeten Wirbelboden aufweisen, von dem aus bzw. durch den hindurch die das Bauteil umgebende
Partikelmaterial-Schüttung in ein Fließbett überführbar ist . Mit anderen Worten ist der Wirbelboden bzw. die Bauplattform angepasst , um die Partikelmaterial -Schüttung in ein Fließbett zu überführen, wozu der Wirbelboden sog . Fluidisierungsmittel aufweist . Hierzu kann der Wirbelboden z.B. aufweisen Fluid-
Einblasdüsen und/oder Fluid-Einblas - Poren ; siehe unten. Die Bauplattform dient also gleichzeitig dazu (bzw. ist
entsprechend konfiguriert) , Partikelmaterial dort hindurch abzulassen, und dazu, die Partikelmaterial-Schüttung zu
fluidisieren bzw. zu verwirbeln. Die Bauplattform ist somit Bestandteil von sowohl dem Ablass -Mechanismus als auch dem
Fluidisierungs -Mechanismus bzw. der Fließbett- Erzeugungsvorrichtung .
Die Fließbet -Erzeugungsvorrichtung weist eine Fluid- Einblasvorrichtung/Einleitvorrichtung auf, die angepasst ist, um zur Erzeugung des Fließbetts ein Fluid derart durch die Bauplattform hindurch von unten in die Partikelmaterial - Schüttung hinein einzublasen/einzuleiten, dass die
Partikelmaterial -Schüttung von dem eingeblasenen/eingeleiteten Fluid von unten nach oben durchströmt wird und das lose , nicht-verfestigte Partikelmaterial mittels des
eingeblasenen/eingeleiteten Fluids aufgelockert und unter Ausbildung einer Wirbelschicht fluidisiert wird.
Die Steuervorrichtung kann z.B. derart eingerichtet (z.B. programmiert) sein, dass sie zum Entpacken des Bauteils die Fließbett - Erzeugungsvorrichtung bzw. Fluid- Einblasvorrichtung/Einleitvorrichtung derart steuert , dass diese das Fluid mit einem solchen Druck oder einer solchen Strömungsgeschwindigkeit durch die Bauplattform hindurch von unten in die Partikelmaterial -Schüttung hinein
einbläst/einleitet, dass die Partikelmaterial -Schüttung von dem eingeblasenen/eingeleiteten Fluid von unten nach oben durchströmt wird und das lose, nicht-verfestigte
Partikelmaterial mittels des eingeblasenen/eingeleiteten
Fluids aufgelockert und unter Ausbildung der Wirbelschicht f luidisiert wird . Mit anderen Worten kann in der
Steuervorrichtung z.B. eine Druck- oder
Strömungsgeschwindigkeit- oder Volumenstrom-Steuerung/Regelung für das dem Bauraum zuzuführende Fluid hinterlegt sein .
Die Fluid-Einblasvorrichtung kann z.B. eine Mehrzahl von Fluid-Einblasdüsen aufweisen, welche in die Bauplattform (bzw. den Wirbelboden} integriert sind und angepasst sind, um das Fluid durch die Bauplattform hindurch in die Partikelmaterial - Schüttung hinein einzuleiten.
Zusätzlich oder alternativ kann die Bauplattform (bzw. der Wirbelboden} unter teilweiser Ausbildung der Fluid- Einblasvorrichtung zumindest abschnittsweise porös ausgebildet sein, so dass das Fluid durch die Poren der Bauplattform hindurch in die Partikelmaterial-Schüttung hinein einleitbar ist. In diesem Fall kann unterhalb der Bauplattform eine
Fluidkammer ausgebildet sein, in die das mit Druck
beaufschlagte Fluid zugeführt wird und von der aus das Fluid durch die Poren der Bauplattform hindurch in die
Partikelmaterial-Schüttung hinein eingeleitet wird.
Die Fluid-Einblasvorrichtung kann ferner {zusätzlich zu dem Wirbelboden bzw. den Fluid-Einblasdüsen und/oder Poren) z.B. eine Vorrichtung zum Beaufschlagen eines Fluids mit Druck („Druckfluid-Quelle" ) aufweisen, z.B. einen
Kompressor/Verdichter oder eine Pumpe oder einen
Druckbehälter, der unter Druck stehendes Fluid aufnimmt.
Ferner kann die Fluid-Einblasvorrichtung z.B. ein
entsprechendes Leitungssystem aufweisen, das die Druckfluid- Queile mit dem Wirbelboden (bzw. den Fluid-Einblasdüsen und/oder den Poren) fluidverbindet und z.B. eine oder mehrere Armaturen (z.B. ein oder mehrere Ventile) enthalten kann.
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuervorrichtung ferner eingerichtet sein, um die Fluid-EinblasVorrichtung derart zu steuern, dass diese das Fluid zum Entpacken des
Bauteils stoßartig unter Erzeugung mehrerer zeitlich
aufeinande folgender Fluidstöße von unten in die
Partikelma erial - Schüttung hinein einleitet , z.B. gepulst oder getaktet, um das Fluid aufzulockern und unter Ausbildung der
Wirbelschicht zu fluidisieren. Hierdurch können
Inhomogenitäten oder Unregelmäßigkeiten erzeugt werden .
Der Schließmechanismus kann derart ausgebildet sein, dass die Fluidisierungsmittel des Wirbelbodens, z.B. die Fluid- Einblasdüsen und/oder die Poren, sowohl bei geöffneten als auch bei geschlossenen Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen freigegeben sind. Die Bauplattform bzw. die Fluidisierungsmittel des Wirbelbodens können somit auch während des Bauprozesses eingesetzt werden, z.B. um ein
Prozessgas in den Bauraum einzuleiten (dann jedoch mit einem geringeren Druck) .
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind ersichtlich aus oder im Detail dargelegt in der
angehängten Zeichnung, welche hierin mitaufgenommen ist, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern .
Die Erfindung wird im Folgenden anhand verschiedener Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläuter .
In der Zeichnung veranschaulichen die Figuren la und lb in schematischer Form ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entpacken eines Bauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung , und die Figuren 2a bis 2e veranschaulichen in schematischer Form eine Vorrichtung zum Entpacken eines
Bauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung .
Die Figuren 3a und 3b zeigen in schematischer Form ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entpacken eines Bauteils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, welche der ersten Ausführungsform der Erfindung ähnlich ist . Jedoch ist gemäß dieser Ausführungsform die den Schließmechanismus
(mit) ausbildende Lochplatte (z.B. horizontal bewegbare
„Schieberplatte" ) unterhalb der Bauplattform angeordnet.
Die Figuren 4a und 4b zeigen in schematischer Form ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entpacken eines Bauteils gemäß einer vierten Ausf hrungsforra der Erfindung, bei der der Schließmechanismus eine zu der Anzahl von Durchgangsöffnungen der Bauplattform korrespondierende Anzahl von Verschlüssen, hier in Form von Stopfen, aufweist .
Figur la zeigt eine Baubox 1 mit einer vertikalen
Seitenwand/Umfangswandung 3, von der umfangsseitig ein Bauraum 5 begrenzt wird, in dem ein oder mehrere Bauteile schichtweise mittels eines generativen Fert igungsverfahren aufgebaut werden könne . Die Seitenwand 3 bzw. der Bauraum 5 kann i der
Draufs cht z.B. rechteckig ausgebildet sein. Der Bauraum 5 bzw. die Baubox 1 ist nach oben hin offen. Der Bauraum kann während des erfindungsgemäßen Verfahrens z m Entpacken des Bauteils j edoch auch mit einer optionalen nicht -gezeigten Abdeckung nach oben hin verschlossen werden . Nach unten hin ist der Bauraum 5 durch eine in der Baubox 1 höhenverstellbar aufgenommene Bauplattform 7 begrenzt . Mit anderen Worten bildet die Bauplattform 7 den Boden des Bauraums 5 aus . In dem Bauraum 5 bzw. der Baubox 1 ist auf/oberhalb der Bauplattform 7 eine Partikelmaterial -Schüttung 9 aus losem, nicht- verfestigtem Partikelmaterial , hier losem Sand, aufgenommen. In der Partikelmaterial -Schüttung 9 sind mehrere Bauteile 11 eingebettet , hier beispielhaft zwei Gießkerne.
Selbstverständlich kann auch lediglich ein Bauteil 11 in der Partikelmaterial -Schüttung 9 eingebettet sein .
Die Bauplattform 7 weist eine Mehrzahl von
Partikelmaterial-Auslass/Abf luss-Durchgangsöffnungen 13 auf . Die Bauplattform 7 kann also als Lochplatte bezeichnet werden . Die Partikelmaterial-Abf luss-Durchgangsöffnungen 13 können z.B. in die Bauplattform 7 gebohrt sein. Die Partikelmaterial- Abf lus s -Durchgangsöffnungen 13 sind derart dimensioniert , dass f luidisiertes nicht -verfestigtes Partikelma erial durch die (geöffneten) Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13
nach unten hin aus dem Bauraum 5 frei, insb. saugfrei,
abfließen kann; siehe auch Figur 1b, Die Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 sind z.B. derart über die
Bauplattform 7 hinweg verteilt , dass das fluidisierte
Partikelmaterial gleichmäßig und zügig aus der Baubox 1 abfließen kann.
Gemäß dieser Ausf hrungsform der Erfindung wird das nicht - verfestigte Partikelmaterial weder ausgeblasen noch durch die Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöff ungen 13 hindurch (oder a anderer Stelle) abgesaugt , sondern nicht -verfestigtes
Partikelmaterial wird fluidisiert und fließt in dem
fluidisierten Zustand oder Fließbett-Zustand lediglich
Schwerkraft-bedingt und ohne zu Saugen bzw. ohne ein Vakuum an die Partikelmaterial-Auslass -Durchgangsöffnungen 13 anzulegen aus dem Bauraum 5 bzw. der Baubox 1 frei ab, insb.
ausschließlich durch die Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen 13. A s diesem Grund ist die vertikale Seitenwand 3 des Bauraums 5 bzw. der Baubox 1 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung lochfrei ausgebildet .
Wie in Figur lb angedeutet , kann unterhalb des Bauraums 5 bzw. der Baubox 1 ein nach oben hin offener Auffangbehälter 19, z.B. eine Auffangwanne , angeordnet werden, in den das nicht -verfestigte Partikelmaterial in Folge der Schwerkraft abfließt bzw. hinein rieselt (im freien Fall) .
Die Bauplattform 7 dient hier also als Partikelmaterial- Abfluss-Boden, durch den fluidisiertes Partikelmaterial zum Entpacken des Bauteils durch die Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen 13 hindurch abfließen kann.
Die Bauplattform 7 weist ferner eine Mehrzahl von Fluid- Einlassöffnungen auf . Die Fluid-Einlassöffnungen sind hier von Fluid-Einblasdüsen 15 gebildet , welche in der Bauplattform 7 aufgenommen sind bzw. in diese integriert sind. Z.B. sind die Fluid-Einblasdüsen 15 in entsprechende Durchgangslöcher, z.B. Durchgangsbohrungen , der Bauplattform 7 eingesetzt . Mit den
Fluid- Einblasdüsen 15 kann z.B. Luft oder ein anderes Gas oder Gasgemisch durch die Bauplattform 7 hindurch von unten in die Partikelmaterial-Schüttung eingespeist werden, so dass die Partikelmaterial -Schüttung von dem Fluid von unten nach oben durchströmt und in der Folge davon in eine Wirbelschicht überführt wird. Die Auslassöffnungen der Fluid- Einblasdüsen 15 bzw. die davon geformten Fluid-Einlassöff ungen sind z.B.
derart dimensioniert, dass die Partikel der Partikelmaterial- Schüttung nicht durch die Fluid-Einlassöffnungen hindurch nach unten hin aus dem Bauraum austreten können. An die die Fluid- Einblasdüsen 15 bzw. die in Figur la angedeuteten
Druckluftanschlüsse wird zum Entpacken der beiden Bauteile 11 Druckluft angelegt, wobei der Druck oder die
Strömungsgeschwindigkeit des an die Fluid-Einblasdüsen 15 bereitgestellten und in die Partikelmaterial-Schüttung
einströmenden Luftstroms derart eingestellt/gesteuert/geregelt wird, dass die Partikelmaterial-Schüttung in ein Fließbett überführt und in dem fluidisierten Zustand gehalten wird.
Hierzu können die Druckluftanschlüsse über ein nicht -gezeigtes Leitungssystem mit einer nicht -gezeigten Druckluft-Quelle, wie z.B. einem Kompressor/Verdichter, verbunden sein.
Die Bauplattform 7 dient hier also zusätzlich als sog. Wirbelboden, mit dem bzw. durch den hindurch das
Partikelmaterial-Festbett in ein Partikelmaterial-Fließbett überführbar ist. Der Wirbelboden ist Bestandteil einer
Fließbett-Erzeugungsvorrichtung, welche neben dem Wirbelboden bzw. den in die Bauplattform 7 integrierten Düsen 15
zusätzlich den oben-erwähnten Kompressor einschl. des
Leitungssystems aufweisen kann. Die Fließbett- Erzeugungsvorrichtung kann ferner mit einer nicht-gezeigten Steuervorrichtung verbunden sein, welche derart eingerichtet ist, dass sie zum Entpacken der Bauteile 11, also im
Entpackungsbetrxeb, die Fließbett-Erzeugungsvorrichtung derart steuert, dass diese das Fluid, hier Luft, mit einem
ausreichend hohen Druck in die Partikelmaterial -Schüttung einspeist, so dass diese in das Fließbett überführt wird.
Die Baubox 1 weist ferner einen Schließmechanismus zum wahlweisen/selektiven Schließen bzw. Öffnen der Auslass- Durchgangsöff ungen 13 auf. In Figur la werden die Auslass- Durchgangsöffnungen 13 der Bauplattform 7 von dem
Schließmechanismus verschlossen, wohingegen die Auslass- Durchgangsöffnungen 13 der Bauplattform 7 in Figur 1b von dem Schließmechanismus freigegeben sind. Während des
Fertigungsprozesses können die Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 mittels des Schließmechanismus verschlossen werden, um das Partikelmaterial sukzessive schichtweise auf die Bauplattform aufzubringen .
Der Schließmechanismus weist gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ein Lochblech oder eine Lochplatte 17 auf, in der eine Mehrzahl von ersten Durchgangslöchern 17a sowie eine Mehrzahl von zweiten Durchgangslöchern 17b ausgebildet sind. Die Anzahl der ersten Durchgangslöcher 17a entspricht hier der Anzahl von Auslass-Durchgangsöffnungen 13 in der Bauplattform 7. Die Form und Größe der ersten Durchgangslöcher 17a kann im Wesentlichen gleich der Form und Größe der Auslass- Durchgangsöffnungen 13 sein. Die Anzahl der zweiten
Durchgangslöcher 17b entspricht der Anzahl von Fluid- Einblasdüsen 15. Das jeweilige zweite Durchgangsloch 17b ist hier größer geformt als die der Partikelmaterial -Schüttung zugewandte Auslassseite/Auslassfläche der zugeordneten Fluid- Einblasdüse 15 , so dass die Fluid-Einblasdüsen 15 sowohl in der Schließstellung (Figur la) als auch in der
Öffnungsstellung (Figur 1b) des Schließmechanismus freigegeben sind, wodurch die Düsen 15 auch während des Bauprozesses und vor dem Öffnen der Abfluss-Durchgangsöf fnungen 13
eingesetzt/genutzt werden können .
Zum selektiven Schließen/Öffnen der Abfluss- Durchgangsöf fnungen 13 wird die Lochplatte 17 horizontal
bewegt. In der Öffnungsposition (oder Ablassposition) fluchten die Auslass-Durchgangsöffnungen 13 der Bauplattform 7 dabei mit den ersten Durchgangslöchern 17a, so dass Baumaterial bzw. Partikelmaterial aus dem Bauraum abrieseln kann. In der
Schließposition (oder Bauposition) sind die Auslass- Durchgangsöffnungen 13 hingegen von der Lochplatte 7 verdeckt. Wie aus den Figuren la und 1b ersichtlich, sind die Düsen 15 stets von der Lochplatte 17 freigegeben.
Die oben-erwähnte nicht-gezeigte Steuervorrichtung kann zusätzlich mit dem Schließmechanismus in Verbindung stehen, um den Schließmechanismus derart zu steuern, dass dieser die Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 durch horizontales Bewegen der Lochplatte 17 öffnet/f eigibt, um das Partikelmaterial
ausrieseln zu lassen, sobald die Schüttung 9 als Wirbelschicht vorliegt .
Im Folgenden wird der Betrieb der in den Figuren la und lb gezeigten Baubo /Vorrichtung bzw. das Entpackungs-Verfahren gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung genauer
beschrieben. Nach dem Aufbauen der beiden Bauteile 11 liegen diese wie in Figur 1 gezeigt zusammen mit der
Partikelmaterial-Schüttung 9 aus losem, nicht- erfestigtem Partikelmaterial und von dieser umgeben in dem Bauraum 5 vor.
Zum Entpacken der Bauteile 11 wird die Partikelmaterial- Schüttung 9 nun zunächst in ein Partikelmaterial-Fließbett überführt, so dass das lose, nicht-verfestigte
Partikelmaterial fluidisiert vorliegt, und in diesem
Fließbett-Zustand gehalten. Das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial wird dann nach unten hin aus dem Bauraum 5 heraus abgelassen (in dem Fließbett- Zustand) , und zwar durch die Bauplattform 7 bzw. deren Partikelmaterial -Abfluss- Durchgangsöffnungen 1 hindurch; siehe Figur lb .
Hierzu werden die Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen 13 nach dem Ausbilden der Wirbelschicht bzw. des Fließbetts zum Ablassen des fluidisierten nicht-
verfestigten Partikelmaterials mittels des Schließmechanismus geöffnet, wozu das Lochblech 17 horizontal von der
Schließposition aus Figur la in die Öffnungsposition von Figur 1b bewegt wird, so dass das fluidisierte nicht- erfes igte Partikelmaterial durch die ein oder mehreren Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 hindurch nach unten hin in den Auffangbehälter 19 hinein abfließt.
Wie in Figur 1b gezeigt, fließt das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial dabei saugfrei nach unten hin aus dem Bauraum. 5 ab. Ferner wird das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial gemäß dieser Ausführungsform ausschließlich nach unten hin aus dem Bauraum 5 abgelassen.
Zur Erzeugung des Fließbetts wird ein Fluid, hier Luft, unter Verwendung der Düsen 15 derart von unten in die
Partikelmaterial-Schüttung 9 hinein eingeleitet, dass die Partikelmaterial-Schüttung 9 von dem Fluid von unten nach oben durchströmt wird und das lose, nicht-verfestigte
Partikelmaterial mittels des Fluids aufgelockert und unter Ausbildung einer Wirbelschicht fluidisiert wird. Dabei wird gemäß dieser Ausführungsform der Druck des Fluids derart gesteuert oder 'geregelt, dass das Partikelmaterial von dem Fluid in die Wirbelschicht überführt wird. Mit abnehmender Menge oder Höhe der Partikelmaterial-Wirbelschicht in dem Bauraum 5 kann es zweckmäßig sein, den Druck zu reduzieren, um ein Austragen des Partikelmaterials nach oben zu vermeiden.
Ferner wird gemäß dieser Ausführungsform das Fluid stoßartig unter Erzeugung mehrerer zeitlich
aufeinanderfolgender Fluidstöße von unten in die
Partikelmaterial-Schüttung 9 hinein eingeleitet, z.B. gepulst oder getaktet, um hierdurch Inhomogenitäten zu erzeugen.
Die Bauteile werden gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung bei dem Fertigungsverfahren derart aufgebaut bzw. in dem Bauraum angeordnet, dass durch das spätere Entpacken bzw. Ablassen des fluidisierten Partikelmaterials keine
Beschädigung der Bauteile erfolgt/auftritt und dass die
Ablass -Durchgangsöffnungen 13 zumindest nicht vollständig von den absinkenden Bauteilen 11 zugelegt werden.
Gemäß dem gezeigten Verfahren sind dabei sämtliche
Bauteile 11 in horizontaler Richtung gesehen nebeneinander in einer einzigen Bauteil-Lage hergestellt/angeordnet (siehe Figur la) , so dass ein Absacken eines Bauteils auf ein anderes und eine daraus resultierende Beschädigung vermieden werden kann.
Falls erforderlich kann mindestens eines der Bauteile 11 eine jeweilige (nicht -gezeigte) Stütz- oder Haltestruktur aufweisen, die bei dem generativen Fertigungsverfahren
zusammen mit dem jeweiligen Bauteil 11 mitausgebildet wird, wodurch beim Entpacken der Bauteile 11, wenn das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem
Bauraum 5 abgelassen wird, eine Beschädigung des jeweiligen Bauteils 11 und/oder ein Zulegen einer oder mehrerer
Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 durch das Bauteil verhindert werden kann.
Eine derartige Stütz- oder Haltestruktur kann z.B.
Beinchen umfassen, mit denen sich das Bauteil 11 auf der
Bauplattform 7 bzw. dem Lochblech 17 abstützen kann (zumindest im abgesunkenen Zustand) . Die Beinchen können also als
Abstandshalter zu der Bauplattform 7 bzw. dem
Schließmechanismus dienen.
Alternativ oder zusätzlich können bei dem generativen Fertigungsverfahren ferner ein oder mehrere Halterahmen mitausgebildet werden, an denen jeweils ein oder mehrere
Bauteile über ihre jeweilige Stütz- oder Haltestruktur
gehalten sind.
Alternativ oder zusätzlich können mehrere Bauteile 11 über ihre jeweilige Stütz- oder Haltestruktur miteinander verbunden sein, um die Bauteile 11 so auf Abstand zueinander zu halten.
Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Bauteil 11 über seine Stütz- oder Haltestruktur mit der Bauplattform 7 oder dem Schließmechanismus verbunden sein bzw. sich an
dieser/diesem abstützen (z.B. bereits vor dem Entpacken) .
In der in den Figuren la und lb gezeigten Ausführungsform ist die Lochplatte 17 oberhalb der Bauplattform angeordnet. Dies hat z.B. den Vorteil , dass das Partikelmaterial während des Bauprozesses auf die Lochplatte (bzw. horizontal bewegbare „Schieberplatte") drückt und so dazu beiträgt, die Platte gegen die Bauplattform abzudichten . Ferner sind beim Start des Bauprozesses nur die Öffnungen der (dünneren)
Lochplatte/Schieberplatte und nicht die Durchgangsöffnungen 13 der (dickeren) Bauplattform zu füllen.
Jedoch kann die Lochplatte 17 alternativ - wie in den
Figuren 3a und 3b gezeigt - auch unterhalb der Bauplattform angeordnet werden . Dies hat z.B. den Vorteil , dass während der Bewegung der Lochplatte/Schieberplatte zum Ablassen des
Partikelmaterials keine unmittelbaren Kräfte auf Bauteile nahe der Schieberplatte wirken. Zwischen Lochplatte 17 und
Bauplattform 7 kann dabei in Figur 3a ein Spalt ausgebildet sein, d.h. die Lochplatte muss nicht unmittelbar an der
Bauplattform anliegen, wobei sich das Pulvermaterial auf der Lochplatte bzw. in dem Spalt totläuft ohne aus den Öffnungen der Lochplatte zu rieseln.
In den beiden genannten Fällen (horizontale Schieberplatte oben oder unten) kann die Schieberplatte z.B. mittels eines ankoppelbaren Antriebs (z.B. Stellmotor oder Kubmagnet) in der Horizontalen bewegt werden, um die Löcher 17a und 13 in die fluchtende Position zu bringen bzw. um die Löcher 13 mit der Lochplatte 17 zu verschließen.
Ist die Lochplatte 17 unterhalb der Bauplattform 7 angeordnet , so kann die Lochplatte zusätzlich oder alternativ vertikal bewegbar ausgebildet sein. Die Löcher 17a und 13 können dann so angeordnet sein, dass sie zu keinem Zeitpunkt
fluchten, wobei die Löcher 17a bzw. die Lochplatte 17 in der Öffnungs - Position in vertikaler Richtung weiter von den
Löchern 13 bzw. der Lochplatte entfernt sind/ist als in der Schließ-Position, so dass sich ein j eweiliger Schüttkegel in der Schließposition vor dem zugeordneten Loch 17a totläuft und in der Öffnungsposition das zugeordnete Loch 17a erreicht, so dass das Pulvermaterial durch die Löcher 13 und 17a rieselt.
Gemäß einer (nicht -gezeigten) alternativen Ausführungsform können die Fluid-Einblasdüsen 15 ganz oder teilweise durch Fluid-EinblaSporen {im Folgenden „Poren" ) ersetzt werden, welche sich in Dickenrichtung durch die Bauplattform 2
hindurch erstrecken . Das Fluid wird dann durch die Poren hindurch in die Partikelmaterial-Schüttung 9 hinein
eingeleitet . Hierzu können z.B. mehrere poröse Einsätze in entsprechende Löcher oder Bohrungen der Bauplattform 7
eingesetzt werden, oder die gesamte Bauplattform kann von einer porösen Platte gebildet sein. Die porösen Einsätze oder die poröse Platte können z.B. poröse Sintereinsätze bzw. eine poröse Sinterplatte sein .
Es sind auch Kombinationen der obigen alternativen
Ausführungsformen denkbar, d.h. z.B. eine Bauplattform mit Fluid-Einblasdüsen und/oder Fluid-Einblasporen .
Die Figuren 2 a bis 2e zeigen eine Vorrichtung zum
Entpacken eines mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung . Gleiche oder äquivalente Merkmale sind dabei mit denselben Bezugszeichen wie in den Figuren la und lb versehen. Im Folgenden werden primär die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben .
Die Vorrichtung weist eine Baubox 1 auf . Die Baubox 1 hat eine vertikale ümfangsWandung 3, von der ein in dem Innenraum der Baubox 1 angeordneter Bauraum 5 umfangsseitig begrenzt ist , eine Bauplattform 7 , welche den Bauraum 5 nach unten hin begrenzt und höhenverstellbar in der Baubox 1 bzw. der
Urafangs andung 3 aufgenommen ist, wobei in der Bauplattform 7 mehrere Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 zum Ablassen von fluidisiertem nicht-verfestigtem Partikelmaterial aus der Baubox 1 heraus ausgebildet sind, und einen
Schließmechanismus, der ausgebildet ist, um die
Partikelmaterial-Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 wahlweise zu verschließen und zu öffnen.
In der Baubox 1 kann mittels eines generativen
Fertigungsverfahrens zumindest ein Bauteil aufgebaut werden, das nach seiner Herstellung von einer Partikelmaterial - Schüttung aus nicht verfestigtem Partikelmaterial umgeben ist (wie in den Figuren la und 1b gezeigt) . Das Partikelmaterial kann nach seiner Fluidisierung durch die Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 hindurch aus der Baubox
abgelassen werden, zumindest in einem solchen Ausmaß, dass die gefertigten Bauteile für ein Ergreifen und Entnehmen aus der Baubox 1 ausreichend freigelegt sind. Die Partikelmaterial - Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 sind gemäß dieser
Ausführungsform zu Gruppen von Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen 13 zusammengefasst . Siehe Figur 2c, die eine Draufsicht auf die Bauplattform-Oberseite 7a zeigt, sowie Figur 2a, die eine Draufsicht auf die Bauplattform-Unterseite 7b zeigt . Insgesamt sind gemäß dieser Ausführungsform 28 Gruppen von Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 vorgesehen . In der j eweiligen Gruppe sind die
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 kreisförmig angeordnet . Die Gruppen von Partikelmaterial-Abfluss- Durchgangsöffnungen 13 sind gleichmäßig über die Bauplattform 7 hinweg verteilt .
Der Schließmechanismus weist gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung mehrere Drehteiler 17 "* auf, hier 28 Drehteller entsprechend der Anzahl der Gruppen von Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöffnungen 13. Die Drehteller 17 Λ sind in den Figuren 2a, 2b, 2d und 2e gut zu erkennen . Die Drehteller 17 λ
sind drehbar an der Unterseite 7b der Bauplattform 7 aufgehängt und jeweils zwischen einer ersten Drehposition (siehe Figuren 2a und 2d) und einer zweiten Drehposition
(siehe Figuren 2b und 2e) hin und her drehbewegbar. Der jeweilige Drehtelier 17 v weist eine Mehrzahl von
Durchgangslöchern 17a auf, welche in der ersten Drehposition mit einer Mehrzahl von zugeordneten Partikelmaterial -Abfluss- Durchgangsöffnungen 13 der zugeordneten Gruppe von
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 fluchten und welche in der zweiten Drehposition von der Bauplattform 7 verdeckt sind (d.h. nicht mit den zugeordneten
Partikelmaterial-Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 der
zugeordneten Gruppe fluchten) , so dass die Partikelmaterial - Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 von dem zugeordneten Drehteller 17 verschlossen sind.
Die Drehteller 17 können also von der zweiten
Drehposition in die erste Drehposition gedreht werden, um die Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 zu öffnen und das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial durch die Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 sowie die Durchgangslöcher 17a" hindurch nach unten abfließen zu lassen. Die Drehteller sind miteinander mechanisch gekoppelt und gemeinsam/gleichzeitig zwischen der ersten und der zweiten Position hin und her bewegbar. Hierzu können mehrere
Drehtelier 17a % bzw. eine Reihe von hintereinander
angeordneten Drehtellern 17a v über eine Schub/Zug-Stange 23 miteinander gekoppelt sein, z.B. indem ein jeweiliger
Verbindungs-Arm 21 sowohl an dem zugeordneten Drehtelier 17 λ als auch an der Stange 23 angelenkt ist. Da hier vier Reihen von Drehtellern 17 λ vorgesehen sind, sind vier Schub/Zug- Stangen 23 vorgesehen, die wiederum über einen Querverbinder bzw. eine Querstange 25 gelenkig miteinander gekoppelt sind. Die Querstange 25 wird von einem Linearantrieb 27 angetrieben, so dass der Linearantrieb über die Querstange 25, die
Schub/Zug-Stangen 23 und den jeweiligen Verbindungs-Arm 21 die miteinander gekoppelten Drehteller gemeinsam/gleichzeitig zwischen der ersten und der zweiten Drehposition hin und her bewegt. Die Drehteller sind hier nach unten hin von einem optionalen Verstärkungsblech abgestützt, in welchem für jeden Drehteller vier Schlitze ausgebildet sind, welche entlang eines Kreisbogens angeordnet sind und die Öffnungen 17a1 zumindest größtenteils freilegen.
Die Entpackungs-Vorrichtung weist ferner eine Fließbett- Erzeugungsvorrichtung auf, die angepasst ist, um die das
Bauteil umgebende Partikelmaterial-Schüttung in ein Fließbett zu überführen, so dass das lose , nicht-verfestigte
Partikelmaterial fluidisiert wird und das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum heraus abgelassen werden kann . Die Fließbett- Erzeugungsvorrichtung weist hier, analog der ersten
Ausführungsform, eine Fluid-Einblasvorrichtung auf , die angepasst ist , um zur Erzeugung des Fließbetts ein Fluid derart durch die Bauplattform hindurch von unten in die
Partikelmaterial -Schüttung hinein einzublasen, dass die
Partikelmaterial-Schüttung von dem eingeblasenen Fluid von unten nach oben durchströmt wird und das lose , nicht- verfestigte Partikelmaterial mittels des eingeblasenen Fluids aufgelockert und unter Ausbildung einer Wirbelschicht
fluidisiert wird . Die Fluid-EinblasVorrichtung weist hier wie in der ersten Ausführungsform eine Mehrzahl von Fluid- Einblasdüsen 15 auf , welche in die Bauplattform 7 integriert sind und angepasst sind, um das Fluid durch die Bauplattform 7 hindurch in die Partikelmaterial -Schüttung hinein einzuleiten. Die Düsen sind zwischen den Gruppen von Abfluss- Durchgangsöffnungen 13 angeordnet , bzw. zwischen den
Drehtellern 17 . Die Bauplattform ist also erneut als
Wirbelboden ausgebildet . Alternativ kann die Bauplat form 7 unter teilweiser Ausbildung der Fluid-Einblasvorrichtung
zumindest abschnittsweise porös ausgebildet sein, so dass Fluid durch die Poren der Bauplattform hindurch in die
Partikelmaterial-Schüttung hinein eingeleitet werden kann.
Die Fluid-Einblasvorrichtung kann analog der ersten
Ausführungsform ferner eine Druckluf -Quelle und ein
entsprechendes Leitungssystem zum Zuführen der Druckluft an die Düsen 15 aufweisen .
Die Entpackungs -Vorrichtung weist ferner eine (nicht- gezeigte) Steuervorrichtung auf , welche derart eingerichtet ist, dass sie zum Entpacken des Bauteils die Fluid- EinblasVorrichtung derart steuert, dass diese die das Bauteil umgebende Partikelmaterial-Schüttung i ein Fließbett
überführt , so dass das lose , nicht -verfestigte
Partikelmaterial fluidisiert wird und das fluidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum heraus abgelassen werden kann. Z.B. kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein, um die Fluid-EinblasVorrichtung derart zu steuern, dass diese das Fluid mit einem vorbestimmten Druck oder einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit in den Bauraum hinein einspeist/einleitet . Die Steuervorrichtung kann dabei insb. derart eingerichtet sein, dass sie die Fluid- Einblasvorrichtung steuert , so dass diese das Fluid stoßartig unter Erzeugung mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender
Fluidstöße von unten in die Partikelmaterial-Schüttung hinein einleitet , z.B. gepulst oder getaktet .
Die Steuervorrichtung kann ferner derart eingerichtet sein, dass sie zum Entpacken des Bauteils den
Schließmechanismus derart steuert, dass dieser die
Partikelmaterial -Abfluss -Durchgangsöffnungen 13 öffnet, so dass das f luidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial nach unten hin aus dem Bauraum 5 heraus abfließen kann. D.h. , der Linearantrieb 27 kann von der Steuervorrichtung gesteuert werden .
Auch gemäß dieser Ausführungsform sind die
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13
Saugvorrichtungs- frei ausgebildet, so dass das f iuidisierte nicht -verfes igte Partikelmaterial nach dem Öffnen der
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 saugfrei durch die Partikelmaterial-Abf luss-Durchgangsöffnungen 13 hindurch aus der Baubox 5 abfließt, z.B. in einen unterhalb des
Bauraums 5 angeordneten Auffangbehälter 19 (wie in Figur lb für die erste Ausführungsform gezeigt) . Auch gemäß dieser Ausführungsform ist die Innenseite 3a der vertikalen
Umfangswandung 3 frei von Partikelmaterial-Abfluss - Durchgangsöffnungen 13 ausgebildet , so dass das f Iuidisierte nicht- verfestigte Partikelmaterial zum Entpacken des Bauteils ausschließlich nach unten hin aus dem Bauraum 5 abgelassen wird. Auch gemäß dieser Ausführungsform ist der
Schließmechanismus derart ausgebildet, dass die Fluid- Sinblasdüsen 15 sowohl bei geöffneten als auch bei
geschlossenen Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 freigegeben sind.
Die Figuren 4a und 4b zeigen in schematischer Form einen weiteren Schließmechanismus . Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung hat der Schließmechanismus eine zu der Anzahl von Durchgangsöf fnungen 13 der Bauplattform 7 korrespondierende Anzahl von Verschlüssen, hier in Form von Stopfen 17 , die unterhalb der Bauplattform angeordnet sind. Die Stopfen 17 v sind ausgebildet, um eine jeweils zugeordnete
Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnung 13 selektiv zu verschließen (siehe Figur 4a) und freizugeben (siehe Figur 4b} , und sind relativ zu der Bauplattform 7 zwischen einer Schließ- Pos iti an, in der der jeweilige Stopfen 17 in der zugeordneten Partikelmaterial -Abf luss -Durchgangsöffnung aufgenommen ist , und einer Öffnungs- Position, in der der jeweilige Verschluss nach unten hin aus der zugeordneten Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnung 13 heraus bewegt
ist und diese freigibt, vertikal hin und her bewegbar. Die Stopfen 17 Λ werden relativ zu der Bauplattform 7 aus der Schließ-Position i die Öffnungs-Position bewegt, um das fluidisierte nicht-verfestigte Partikelmaterial durch die Partikelmaterial-Abfluss-Durchgangsöffnungen 13 hindurch nach unten abfließen zu lassen. Die Stopfen sind hier gemeinsam aus der Schließ- Position in die Öffnungs- Position hin und her bewegbar, indem sie mechanisch miteinander verbunden/gekoppe1t sind, hier über ein Gestänge oder eine Platte 18. Die Stöpsel 17 v v können in der Sehl ieß-Position direkt gegen zumindest einen Teil der jeweiligen Lochumfangswandung abdichten (bzw. an dieser anliegen) oder alternativ einen Ringspalt gegenüber dieser ausbilden, der klein genug ist, um ein Abfließen des Partikelmaterials zu verhindern (z.B. weil der Ringspalt kein Partikelmaterial durchlässt oder weil der Ringspalt mit
Partikelmaterial zugelegt wird bzw. verstopft oder weil der Ringspalt zur Ausbildung eines Schüttkegels führt/beiträgt , der sich unterhalb der Bauplattform bildet und ein (weiteres) Abfließen des Partikelmaterials verhindert) . Wie in den
Figuren 4a und 4b gezeigt, können die Partikelmaterial- Abfluss-Durchgangsöff ungen 13 gemäß dieser Ausführungsform konusförmig ausgestaltet sein, wobei sich die jeweilige
Öffnung nach oben hin verjüngt . Dabei kann der jeweilige
Stöpsel z.B. ebenfalls konusförmnig ausgebildet sein, z.B. konträr zu dem zugeordneten Loch 13. Z.B. kann der jeweilige Stopfen aus Gummi hergestellt sein.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform können die Verschlusse z.B. als Teller oder Deckel ausgebildet sein, die anstelle der Stopfen unterhalb oder oberhalb der Bauplattform 7 angeordnet sind und in der Schließ- Position die Löcher 13 verdecken und dadurch ein Abfließen des
Partikelmaterials verhindern.
Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen
beispielhaften Ausführungsformen wurde präsentiert zum Zwecke
der Illustration und Beschreibung. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen einschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der hierin of enbarten Lehre möglich. Der Schutzumfang wird durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert .