WO2018167209A1 - Druckkopf für den 3d-druck von metallen - Google Patents

Druckkopf für den 3d-druck von metallen Download PDF

Info

Publication number
WO2018167209A1
WO2018167209A1 PCT/EP2018/056526 EP2018056526W WO2018167209A1 WO 2018167209 A1 WO2018167209 A1 WO 2018167209A1 EP 2018056526 W EP2018056526 W EP 2018056526W WO 2018167209 A1 WO2018167209 A1 WO 2018167209A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
liquid phase
printhead
reservoir
punch
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/056526
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Herbster
Hans-Christoph Magel
Andreas Wengert
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2018167209A1 publication Critical patent/WO2018167209A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/115—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by spraying molten metal, i.e. spray sintering, spray casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/18—Formation of a green body by mixing binder with metal in filament form, e.g. fused filament fabrication [FFF]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/22—Direct deposition of molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/22—Driving means
    • B22F12/222—Driving means for motion along a direction orthogonal to the plane of a layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/53—Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/146—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
    • B23K3/0607—Solder feeding devices
    • B23K3/0623—Solder feeding devices for shaped solder piece feeding, e.g. preforms, bumps, balls, pellets, droplets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0892—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid casting nozzle; controlling metal stream in or after the casting nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a printhead for a 3D printer suitable for printing metals and to methods of operation.
  • a 3D printer for a thermoplastic material obtains a solid phase of this material as a starting material, generates a liquid phase therefrom, and selectively deposits this liquid phase at the locations associated with the object to be formed.
  • Such a 3D printer includes a printhead into which the source material is melted.
  • means are provided for generating a relative movement between the print head and the work surface on which the object is to be formed. In this case, either only the print head, only the work surface or both the print head and the work surface can be moved.
  • the printhead has a first mode of operation in which liquid material exits therefrom and a second mode of operation in which no liquid material exits therefrom.
  • the second operating state is assumed, for example, when a different position is approached on the work surface and no material is to be deposited on the way there. For example, between the two operating states of the print head
  • thermoplastics metals have a much higher melting point and at the same time in the liquid state a significant lower viscosity.
  • One research approach to solving the problem of adding liquid metal to the object at defined locations is pneumatic drop-on-demand technology. This technique is described, for example, in (Han-Song Zuo, He-jun Li, Le-juaqi, Jun Luo, Song-yi Zhong, Hai-peng Li, "Effect on Wetting Behavior on-demand technique ", Journal of Materials Processing Technology 214, 2566-2575 (2014).)
  • the metallic starting material is melted by induction heating in a reservoir having an open nozzle at its lower end, around a drop of liquid metal to drive out of this nozzle, the reservoir is supplied by supplying an inert gas with a pressure pulse.
  • This printhead includes a reservoir for a metal, the reservoir having an exit port for discharging drops of a liquid phase of the metal. It is a displaceably stored stamp for immediate
  • the reservoir contains on the outlet opening
  • the pressure compensation chamber may in particular be filled with a compressible gas.
  • the direct application of force by the punch can accelerate the discharge of drops of the liquid phase of the metal faster and more precisely than the pneumatic application of force, since no compressible working medium is interposed.
  • the outlet of drops from the level of the melt in the reservoir is decoupled by the pressure equalization chamber. The leakage of drops can not be unintentional due to slow
  • Pressure fluctuations are stimulated in the reservoir, but only by a introduced by the stamp rapid pressure change that is not before the Outlet of the drop can relax in the pressure compensation chamber.
  • the stamp can for this purpose in particular bring a pressure wave in the liquid phase of the metal.
  • Liquid column is not exceeded.
  • the outlet opening for example, in aluminum as the metal
  • Liquid column be up to 50 mm high.
  • the stamp does not have to press on the entire surface of the liquid phase of the metal, but may have a much smaller cross-section. This improves the thermal decoupling of the hot liquid phase of the metal from the actuator in the drive source of the punch.
  • Most actuators have maximum operating temperatures well below the melting temperature of metals relevant to 3D printing. For example, a piezoelectric actuator only has a maximum temperature of 140 ° C (Curie temperature), otherwise it loses its piezoelectric property, whereas pure aluminum only melts at 650 ° C. If now the reservoir is heated and at the same time the actuator is cooled, a part of the heat coupled into the reservoir is released via the stamp, as it were, for cooling
  • the reservoir may for example be divided into two zones. Immediately at the outlet opening, the reservoir may for example have an end zone with an inner diameter of less than 5 mm, in order to transmit a pressure pulse from the stamp to the liquid phase of the metal and up to the To guide the outlet opening.
  • This zone may be fed by a storage zone having a significantly larger diameter, with the liquid phase of the metal. In the supply zone should be one compared to
  • Such an arrangement can for example be made of a block of material by the storage zone is introduced as a blind hole and this concentrically the end zone as a long cylindrical bore in this block of material.
  • the reservoir thus advantageously comprises a storage zone, which includes the pressure compensation chamber and / or adjacent to the pressure compensation chamber, wherein the storage zone tapers at an end facing the outlet opening to an end zone.
  • the end zone may in particular advantageously be arranged concentrically to the storage zone and have a smaller diameter than the storage zone.
  • the stamp is movable into the end zone and / or can be guided while keeping flow cross sections free from the inner wall of the end zone. Flow cross sections can
  • the stamp is guided through the pressure equalization chamber in the reservoir. This offers the added advantage that the punch's implementation need not be sealed against the hot liquid phase of the metal. This simplifies the stamp's implementation.
  • the leadership, i. the sliding bearing, the stamp can
  • a passage of the stamp in the pressure equalization chamber can also be designed as a guide.
  • a guide can be used in particular as a floating storage
  • the end of the punch which can be guided into the liquid phase of the metal, runs conically with an opening angle between 90 and 180 degrees.
  • An opening angle in this range is particularly suitable to a
  • the stamp has, in particular, good wetting properties with respect to the liquid phase of the metal.
  • a high hardness is
  • the material of the stamp should be thermally resistant to temperatures of at least 100 K above the melting point of the metal, and should be chemically resistant to the liquid phase of the metal.
  • a supply for the solid phase of the metal is provided in the reservoir.
  • This supply can be done in particular in the pressure equalization chamber. It is then not necessary to seal this feed against the liquid phase of the metal.
  • the feeder need not be part of the printhead, but may be located elsewhere in the 3D printer with the printhead.
  • the pressure equalization chamber in this context advantageously that the supply of the solid phase of the metal can not unintentionally lead to leakage of drops of the liquid phase of the metal from the outlet opening. Since the internal diameter of the reservoir is typically significantly larger than the area on which the solid phase of the metal exerts a force on the liquid phase of the metal, only a small pressure is exerted by the supply of the solid phase of the metal. On the other hand, such
  • the feeder can in particular be a feed device for a
  • the metal be wire-shaped, band-shaped or rod-shaped solid phase of the metal.
  • a continuous replenishment of the solid phase of the metal can take place.
  • the decoupling of the droplet discharge from the level of the reservoir advantageously reduces the requirements for the accuracy of the coordination between the discharge rate of the liquid phase of the metal from the outlet opening and the replenishment rate of the solid phase of the metal.
  • the discharge rate from the outlet opening is determined by the structures of the object to be produced; the printhead delivers drop-on-demand drops when needed at the current relative position between the printhead and the object to be produced, so the output rate is constantly variable, and in particular, the printhead can be switched from printing to nonprinting
  • the feed rate of the solid material is in principle to track the discharge rate, which is only possible with a certain speed, especially since the solid metal then still has to be melted.
  • the feed device can thus be simple, robust and cost-effective.
  • a wire feed plate can be used, which via a two-point measurement of the filling level at certain intervals or
  • the increased tolerance with regard to the replenishment rate is particularly advantageous if the droplets of the liquid phase of the metal are discharged through a pressure wave coupled into the liquid phase of the metal with the stamp.
  • the discharge rate can then no longer be estimated via the volume displaced by the ram, but depends in particular on the period duration and on the stroke progression of the movement of the ram.
  • a wire can be supplied from the metal, for example via a Bowden cable. This reduces the weight of the printhead since the
  • Wire feed plate can be attached to a fixed frame of the 3D printer.
  • an electromagnetic actuator and / or a piezoelectric actuator, as
  • a piezoactuator can quickly generate large forces and be used, for example, to couple a high-frequency resonant oscillation into the liquid phase of the metal, which rises to discharge a drop.
  • piezo actuators were used from diesel injectors.
  • At least one spring element for biasing the punch, and / or for acting on the punch with a restoring force provided This in particular makes it easier to move the stamp in a direction directed into the liquid phase of the metal at a different speed than in the opposite direction.
  • cooling is provided for the area of the actuator.
  • a cooling sleeve can be provided, which can be assigned within the print head even more functions.
  • the cooling sleeve can form a support for the actuator and any spring elements and feedthroughs in the reservoir, in particular in the pressure relief space included.
  • Such functional integration is particularly conducive to the miniaturization of the printhead.
  • additive manufacturing methods such as selective laser sintering, are particularly suitable.
  • the liquid phase of the metal may be supplied to the printhead from an external heated source.
  • a heater for the reservoir is particularly advantageously provided in addition, wherein a thermal insulator is provided between the reservoir and the cooling.
  • This insulator preferably has a thermal conductivity of less than 1 W / m / K, preferably less than 0.2 W / m / K.
  • the heater may for example be designed as a heating flange, which also forms the reservoir.
  • the heating can be done for example resistive or inductive.
  • a gas flame can be used, which, however, makes it necessary to supply a further type of energy.
  • the heating should be dimensioned in terms of its performance so that in the vicinity of the outlet opening a temperature of at least 100 K above the melting temperature of the metal can be achieved. For example, for aluminum with a melting point of 650 ° C, a temperature of at least 750 ° C should be achievable.
  • the reservoir is heated, it advantageously consists of a material with increased thermal conductivity of, for example, more than 10 W / m / K, preferably more than 40 W / m / K.
  • At least the part of the reservoir which comes into contact with the liquid phase of the metal advantageously still has one Contact angle of more than 90 ° to the liquid phase of the metal, so that the material is poorly wetted by the liquid metal. The melt then does not adhere to the reservoir and the printhead is easy to clean.
  • the outlet opening which may be formed for example as a nozzle, is a wearing part.
  • it is therefore not firmly integrated into the reservoir or in the Schuflansch, but via a detachable connection, such as a screw, connected thereto.
  • a detachable connection such as a screw
  • a contact angle between the nozzle and the liquid phase of the metal of over 130 ° is advantageous.
  • graphite and boron nitride have a contact angle in this range with liquid aluminum.
  • the nozzle is thus advantageous, at least with a material having the desired contact angle to the liquid metal, internally coated.
  • the pressure compensation chamber has a supply for an inert gas.
  • an inert gas protects the liquid phase of the metal from oxidation.
  • the inert gas can also be used to set a constant or only comparatively slowly variable base pressure p in the reservoir. This base pressure p can then be modulated by the movement of the stamp, in particular in the form of a pressure wave, which drives droplets of the liquid phase of the metal out of the outlet opening.
  • the invention also relates to a method of operating a printhead according to the invention.
  • the punch is moved at a first rate in the direction of the liquid phase of the metal, wherein the first velocity is such that a pressure wave is coupled into the liquid phase of the metal and the liquid phase of the metal to pass through the Outlet opening stimulates.
  • the plunger is moved at a second speed in the opposite direction, the second speed being lower than the first speed and dimensioned to cause the liquid phase to settle Metal in the reservoir, the ingress of ambient air through the
  • the stamp between the movement in the direction of the liquid phase of the metal and the movement in the
  • the invention also relates to another method of operating a printhead according to the invention.
  • a base pressure p is generated in the liquid phase of the metal by the supply of the inert gas, wherein superimposed by the movement of the punch the base pressure p a pressure wave, which excites the liquid phase of the metal to pass through the outlet opening.
  • FIG. 1 schematic diagram of a printhead 1 according to the invention
  • Figure 2 embodiment of a print head 1 with an axial arrangement of the punch 5;
  • the printhead 1 comprises a reservoir 2 for the liquid phase 3b of the metal 3.
  • the reservoir 2 is subdivided into a melting space 2b, which is filled with the liquid phase 3b of the metal 3, and an overlying one Pressure compensation chamber 2a.
  • the pressure compensation chamber 2 a has an inlet 12 for an inert gas, which generates a pressure p in the pressure compensation chamber 2 a.
  • the punch 5 is guided through the pressure equalization chamber 2 a into the liquid phase 3 b of the metal 3.
  • a piezoelectric actuator By movement of the punch 5 by means of a piezoelectric actuator
  • a pressure wave 13 can be coupled into the liquid phase 3b of the metal 3.
  • the pressure wave 13 is a rapid pressure change which drives droplets 3 c of the liquid phase 3 b of the metal 3 out of the outlet opening 4 in the reservoir 2. These drops 3c deposit on the object 100 to be produced on the substrate 100.
  • the punch 5 has an end 5a and a portion 5b, which in the liquid
  • Phase 3b of the metal are immersed.
  • the metal 3 is fed to the print head 1 via a feed 7 in the wire-shaped solid phase 3a.
  • the solid phase 3a is through the
  • Pressure equalization chamber 2a is guided in the liquid phase 3b and is melted there. To the temperature in the melting space 2b over the
  • FIG. 2a shows an embodiment of the print head 1, wherein the punch
  • the reservoir 2 comprises a storage zone 2c, which is designed as a blind hole with a larger diameter in a base block 2e, and a concentrically arranged end zone 2d, which is designed as a continuous cylindrical bore in the base block 2e.
  • Outlet opening 4 is limited by a nozzle 4a made of graphite, which is connected via a holder 14 with the base block 2e.
  • the base block 2e is heated by two heating cartridges 10, so that the
  • the punch 5 is via an intermediate piece 6 a and a
  • Clamping screw 6b coupled to the piezoelectric actuator 6 and movable by its excitation into the liquid phase 3b of the metal 3 inside.
  • a consisting of a plate spring package 8a and an associated adjusting screw 8b spring element 8 is provided, which has a restoring force on the Stamp 5 exerts. If the piezoelectric actuator 6 is not excited, this restoring force pulls the punch 5 upwards.
  • the piezoelectric actuator 6 Since the piezoelectric actuator 6 is sensitive to heat, it is surrounded by a cooling sleeve 9, in which a coolant is guided in a spiral bore.
  • Cooling sleeve 9 is isolated from the heated base block 2e by an insulator 11, through which the wire-shaped solid phase 3a of the metal 3 and the feed 12 for an inert gas in the pressure compensation chamber 2a are guided.
  • the printhead 1 as a whole is enclosed in a retaining flange 15.
  • FIG. 2b shows a variant of this embodiment.
  • the base block 2e is surrounded here by a heater 10 designed as a heating flange.
  • the cooling sleeve 9, the insulator 11 and the base block 2e are screwed together via screws 16.
  • the solid phase 3a of the metal 3 is not shown in FIG. 2b for reasons of clarity.
  • FIG. 3 a shows a further exemplary embodiment of the print head 1
  • the sleeve 6c has a through-flow of a coolant cavity 9a, which is closed by a seal 9b and forms together with this the cooling 9 for the piezoelectric actuator 6.
  • the heater 10 comprises a heating flange 10a, which also forms the base block 2e, and an induction heater 10b, both of which act only on the storage zone 2c of the reservoir 2.
  • the induction heater 10b is provided with a shield 2c.
  • the temperature in the end zone 2d of the reservoir 2 is monitored via a temperature sensor 17.
  • the solid phase 3a of the metal 3 is axially from above through the
  • Pressure equalization chamber 2 a of the reservoir 2 is supplied. So that this solid phase 3a does not melt early and possibly clogs the feed, it is cooled by a cooling sleeve 9c, which is thermally insulated by an insulator IIa from the heated base block 2e.
  • the cooling sleeve 9c is connected to the base block 2e by screws 16 and a disc spring package 8c with washers.
  • the printhead 1 as a whole is in turn enclosed in the retaining flange 15.
  • FIG. 3 b illustrates how optionally the fill level of the liquid phase 3 b of the metal 3 in the reservoir 2 can additionally be monitored.
  • the passage of the wires 18 through the heating flange 10a is sealed with ceramic neck beads 18a.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

Druckkopf (1) für einen 3D-Drucker, umfassend ein Reservoir (2) für ein Metall (3), wobei das Reservoir (2) eine Austrittsöffnung (4) für den Ausstoß von Tropfen (3c) einer flüssigen Phase (3b) des Metalls (3) aufweist, wobei ein verschiebbar gelagerter Stempel (5) zur unmittelbaren Kraftausübung auf die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) vorgesehen ist, so dass die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) zum Durchtritt durch die Austrittsöffnung (4) anregbar ist, wobei das Reservoir (2) auf der der Austrittsöffnung (4) abgewandten Seite des für die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) vorgesehenen Schmelzeraumes (2b) einen Druckausgleichsraum (2a) enthält, in den die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) sich auszudehnen vermag. Zugehörige Verfahren zum Betreiben.

Description

Beschreibung Titel:
Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen
Die Erfindung betrifft einen Druckkopf für einen 3D-Drucker, der zum Drucken von Metallen geeignet ist, sowie Verfahren zum Betreiben.
Stand der Technik
Ein 3D-Drucker für ein thermoplastisches Material erhält eine feste Phase dieses Materials als Ausgangsmaterial, erzeugt daraus eine flüssige Phase und bringt diese flüssige Phase selektiv an den Stellen, die zu dem zu erzeugenden Objekt gehören, auf. Ein solcher 3D-Drucker umfasst einen Druckkopf, in den das Ausgangsmaterial geschmolzen wird. Weiterhin sind Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf und der Arbeitsfläche, auf der das Objekt entstehen soll, vorgesehen. Dabei können entweder nur der Druckkopf, nur die Arbeitsfläche oder aber sowohl der Druckkopf als auch die Arbeitsfläche bewegt werden.
Der Druckkopf hat einen ersten Betriebszustand, in dem flüssiges Material aus ihm austritt, und einen zweiten Betriebszustand, in dem kein flüssiges Material aus ihm austritt. Der zweite Betriebszustand wird beispielsweise dann eingenommen, wenn eine andere Position auf der Arbeitsfläche angefahren werden und auf dem Weg dorthin kein Material deponiert werden soll. Zwischen den beiden Betriebszuständen des Druckkopfes kann beispielsweise
umgeschaltet werden, indem der Vortrieb des festen Ausgangsmaterials ein- bzw. ausgeschaltet wird.
Gegenüber thermoplastischen Kunststoffen haben Metalle einen wesentlich höheren Schmelzpunkt und zugleich im flüssigen Zustand eine wesentlich geringere Viskosität. Ein Forschungsansatz zur Lösung der Aufgabe, dem Objekt nur an definierten Stellen flüssiges Metall hinzuzufügen, ist die pneumatische Drop-on-Demand-Technik. Diese Technik wird beispielsweise in (Han-song Zuo, He-jun Li, Le-jua Qi, Jun Luo, Song-yi Zhong, Hai-peng Li,„Effect on Wetting behavior on generation of uniform aluminum droplets obtained by pneumatic drop-on-demand technique",Journal of Materials Processing Technology 214, 2566-2575 (2014)) erläutert. Das metallische Ausgangsmaterial wird in einem Reservoir, das an seinem unteren Ende eine offene Düse aufweist, durch eine Induktionsheizung aufgeschmolzen. Um einen Tropfen flüssigen Metalls aus dieser Düse zu treiben, wird das Reservoir durch Zuführen eines Inertgases mit einem Druckpuls beaufschlagt.
Offenbarung der Erfindung Im Rahmen der Erfindung wurde ein Druckkopf für einen 3D-Drucker entwickelt.
Dieser Druckkopf umfasst ein Reservoir für ein Metall, wobei das Reservoir eine Austrittsöffnung für den Ausstoß von Tropfen einer flüssigen Phase des Metalls aufweist. Es ist ein verschiebbar gelagerter Stempel zur unmittelbaren
Kraftausübung auf die flüssige Phase des Metalls vorgesehen, so dass die flüssige Phase des Metalls zum Durchtritt durch die Austrittsöffnung anregbar ist.
Erfindungsgemäß enthält das Reservoir auf der der Austrittsöffnung
abgewandten Seite des für die flüssige Phase des Metalls vorgesehenen Schmelzeraumes einen Druckausgleichsraum, in den die flüssige Phase des Metalls sich auszudehnen vermag. Der Druckausgleichsraum kann insbesondere mit einem kompressiblen Gas gefüllt sein.
Die unmittelbare Kraftausübung durch den Stempel vermag den Austritt von Tropfen der flüssigen Phase des Metalls schneller und präziser anzuregen als die pneumatische Kraftausübung, da kein kompressibles Arbeitsmedium zwischengeschaltet ist. Zugleich ist durch den Druckausgleichsraum der Austritt von Tropfen von dem Füllstand der Schmelze in dem Reservoir entkoppelt. Der Austritt von Tropfen kann nicht unabsichtlich durch langsame
Druckschwankungen in dem Reservoir angeregt werden, sondern nur durch eine durch den Stempel eingebrachte schnelle Druckänderung, die sich nicht vor dem Austritt des Tropfens in den Druckausgleichsraum entspannen kann. Der Stempel kann zu diesem Zweck insbesondere eine Druckwelle in die flüssige Phase des Metalls einbringen.
Somit kann vorteilhaft auch vermieden werden, dass Volumenänderungen des Reservoirs, und/oder des Metalls, auf Grund von thermischer Ausdehnung zu einem ungewollten Austritt von flüssigem Metall aus der Austrittsöffnung führen.
Dabei ist es nicht erforderlich, die Austrittsöffnung dicht zu verschließen, wenn kein flüssiges Metall austreten soll. Die vergleichsweise hohe
Oberflächenspannung von Metallen verhindert, dass das Metall unkontrolliert aus der Austrittsöffnung tropft, solange ein gewisser Schweredruck der
Flüssigkeitssäule nicht überschritten wird. Bei typischen Abmessungen der Austrittsöffnung kann beispielsweise bei Aluminium als Metall die
Flüssigkeitssäule bis zu 50 mm hoch sein.
Weiterhin muss der Stempel nicht auf die komplette Oberfläche der flüssigen Phase des Metalls drücken, sondern kann einen deutlich kleineren Querschnitt aufweisen. Dies verbessert die thermische Entkopplung der heißen flüssigen Phase des Metalls von dem Aktor in der Antriebsquelle des Stempels. Die meisten Aktoren haben maximale Betriebstemperaturen, die deutlich unterhalb der Schmelztemperatur von für den 3D-Druck relevanten Metallen liegen. So ist für einen Piezoaktor beispielsweise nur eine maximale Temperatur von 140 °C zulässig (Curie-Temperatur), da dieser sonst seine Piezo- Eigenschaft verliert, während reines Aluminium erst bei 650 °C schmilzt. Wird nun das Reservoir geheizt und zugleich der Aktor gekühlt, wird ein Teil der in das Reservoir eingekoppelten Wärme über den Stempel gleichsam zur Kühlung hin
„kurzgeschlossen". Je geringer der Querschnitt des Stempels und je größer seine Länge ist, desto geringer sind die hierdurch entstehenden thermischen Verluste des Druckkopfes.
Das Reservoir kann beispielsweise in zwei Zonen aufgeteilt sein. Unmittelbar an der Austrittsöffnung kann das Reservoir beispielsweise eine Endzone mit einem Innendurchmesser von unter 5 mm aufweisen, um einen Druckimpuls vom Stempel auf die flüssige Phase des Metalls zu übertragen und bis zur Austrittsöffnung zu leiten. Diese Zone kann von einer Vorratszone, die einen deutlich größeren Durchmesser aufweist, mit der flüssigen Phase des Metalls gespeist sein. In der Vorratszone sollte sich einem im Vergleich zum
Tropfenausstoß große Menge Metall befinden, damit der Füllstand sich beim Ausstoß eines Tropfens nur unwesentlich ändert. Dies ist vorteilhaft für die
Prozessstabilität, da der Druck an der Austrittsöffnung, der teilweise aus dem Schweredruck und damit aus dem Füllstand resultiert, dann konstant bleibt.
Eine derartige Anordnung kann beispielsweise aus einem Materialblock gefertigt werden, indem in diesen Materialblock die Vorratszone als Sacklochbohrung und hierzu konzentrisch die Endzone als lange zylindrische Bohrung eingebracht wird.
Das Reservoir beinhaltet umfasst also vorteilhaft eine Vorratszone, die den Druckausgleichsraum beinhaltet und/oder an den Druckausgleichsraum angrenzt, wobei die Vorratszone sich an einem der Austrittsöffnung zugewandten Ende zu einer Endzone verjüngt. Dabei kann die Endzone insbesondere vorteilhaft konzentrisch zur Vorratszone angeordnet sein und einen geringeren Durchmesser aufweisen als die Vorratszone. Vorteilhaft ist der Stempel in die Endzone bewegbar und/oder unter Freihaltung von Strömungsquerschnitten von der Innenwand der Endzone führbar. Strömungsquerschnitte können
beispielsweise durch Anschliffe freigehalten sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Stempel durch den Druckausgleichsraum in das Reservoir geführt. Dies bietet den zusätzlichen Vorteil, dass die Durchführung des Stempels nicht gegen die heiße flüssige Phase des Metalls abgedichtet sein muss. Dies vereinfacht die
Materialauswahl der Kontaktmaterialien für die Durchführung und entschärft die kritischen Aufheiz- und Abkühlvorgänge, in denen sich Material innerhalb der Durchführung und ihrer Abdichtung absetzen und dort während des
Aufschmelzens oder Erstarrens Schäden hervorrufen könnte.
Die Führung, d.h. die verschiebbare Lagerung, des Stempels kann
unterschiedlich gestaltet werden. Beispielsweise kann eine Durchführung des Stempels in den Druckausgleichsraum zugleich als Führung ausgebildet sein. Alternativ oder auch in Kombination hierzu sind einfache oder mehrfache Führungen innerhalb und außerhalb der flüssigen Phase des Metalls möglich. Die Führung kann insbesondere als schwimmende Lagerung mit
Federelementen ausgebildet sein. Dies verhindert, dass der Stempel sich insbesondere bei Temperaturänderungen verkantet und schließlich bricht.
Vorteilhaft läuft das in die flüssige Phase des Metalls führbare Ende des Stempels kegelförmig zu mit einem Öffnungswinkel zwischen 90 und 180 Grad. Ein Öffnungswinkel in diesem Bereich ist besonders geeignet, um eine
Druckwelle in der flüssigen Phase des Metalls anzuregen.
Idealerweise weist der Stempel insbesondere gute Benetzungseigenschaften gegenüber der flüssigen Phase des Metalls auf. Eine hohe Härte ist
wünschenswert, um Verschleiß im Führungsbereich gering zu halten. Eine geringe Wärmeleitfähigkeit ist ebenfalls wünschenswert, da der Stempel sowohl in Kontakt mit der flüssigen Phase des Metalls als auch mit seiner Antriebsquelle steht und viele in Antriebsquellen verwendeten Aktoren temperaturempfindlich sind. Insoweit der Stempel im Betrieb des Druckkopfes auf Zug beansprucht wird, ist weiterhin eine entsprechende Zugbelastbarkeit wünschenswert.
Schließlich sollte das Material des Stempels thermisch gegen Temperaturen von mindestens 100 K über dem Schmelzpunkt des Metalls beständig sein, und es sollte chemisch gegen die flüssige Phase des Metalls beständig sein.
All diese Anforderungen können beispielsweise in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfüllt werden, in der mindestens der in die flüssige Phase des Metalls führbare Teil des Stempels aus einer Keramik, und/oder aus einem Edelstahl besteht.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Zuführung für die feste Phase des Metalls in das Reservoir vorgesehen. Diese Zuführung kann insbesondere in den Druckausgleichsraum erfolgen. Es ist dann nicht erforderlich, diese Zuführung gegen die flüssige Phase des Metalls abzudichten. Die Zuführung muss nicht Teil des Druckkopfes sein, sondern kann auch an anderer Stelle im 3D-Drucker mit dem Druckkopf angeordnet sein. Der Druckausgleichsraum bewirkt in diesem Zusammenhang vorteilhaft, dass die Zuführung der festen Phase des Metalls nicht ungewollt zu einem Austritt von Tropfen der flüssigen Phase des Metalls aus der Austrittsöffnung führen kann. Da der Innendurchmesser des Reservoirs typischerweise deutlich größer ist als die Fläche, auf der die feste Phase des Metalls eine Kraft auf die flüssige Phase des Metalls ausübt, wird zum einen durch die Zuführung der festen Phase des Metalls nur ein geringer Druck ausgeübt. Zum anderen sind derartige
Druckänderungen vergleichsweise langsam und werden in den
Druckausgleichsraum entspannt, bevor sie sich auf das in der Nähe der
Austrittsöffnung befindliche flüssige Metall auswirken.
Die Zuführung kann insbesondere eine Vorschubvorrichtung für eine
drahtförmige, bandförmige oder stangenförmige feste Phase des Metalls sein. Es kann dann insbesondere ein kontinuierlicher Nachschub der festen Phase des Metalls erfolgen. Dabei verringert die Entkopplung des Tropfenaustrags vom Füllstand des Reservoirs vorteilhaft die Anforderungen an die Genauigkeit der Koordination zwischen der Austragsrate der flüssigen Phase des Metalls aus der Austrittsöffnung und der Nachschubrate der festen Phase des Metalls.
Die Austragrate aus der Austrittsöffnung wird durch die Strukturen des herzustellenden Objekts bestimmt; der Druckkopf liefert jeweis„on-demand" Tropfen, wenn diese an der aktuellen Relativposition zwischen Druckkopf und herzustellendem Objekt gerade benötigt werden. Daher ist die Austragrate ständig variabel. Insbesondere kann es vorkommen, dass der Druckkopf vom druckenden in den nicht druckenden Zustand umgeschaltet werden muss, während eine neue Relativposition angefahren wird. Die Nachschubrate des festen Materials ist der Austragrate prinzipiell nachzuführen. Dies ist nur mit einer gewissen Geschwindigkeit möglich, zumal das feste Metall anschließend noch aufgeschmolzen werden muss.
Da die Kraftausübung beim Nachschub der festen Phase des Metalls auf Grund des Druckentlastungsraums keine Tropfen der flüssigen Phase des Metalls aus der Austrittsöffnung austrägt und zugleich der Füllstand des Reservoirs in weiten Grenzen (beispielsweise 1-5 mm) schwanken kann, ohne dass sich der
Schweredruck der flüssigen Phase des Metalls signifikant ändert, ist der Druckkopf somit besonders tolerant im Hinblick auf die Nachschubrate. Die Vorschubvorrichtung kann somit einfach, robust und kostengünstig gestaltet sein. Beispielsweise kann eine Drahtvorschubplatte verwendet werden, die über eine Zwei-Punkt-Messung des Füllstands in gewissen Zeitabständen ein- bzw.
ausgeschaltet wird. Eine aufwendige und kostenintensive Kraft-Weg-Regelung ist somit nicht erforderlich.
Die vergrößerte Toleranz im Hinblick auf die Nachschubrate ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Tropfen der flüssigen Phase des Metalls durch eine mit dem Stempel in die flüssige Phase des Metalls eingekoppelte Druckwelle ausgetragen werden. Die Austragsrate kann dann nicht mehr über das vom Stempel verdrängte Volumen abgeschätzt werden, sondern hängt insbesondere von der Periodendauer und vom Hubverlauf der Bewegung des Stempels ab.
Auch kann ein Draht aus dem Metall beispielsweise über einen Bowdenzug zugeführt werden. Dies verringert das Gewicht des Druckkopfes, da die
Drahtvorschubplatte an einem ortsfesten Gestell des 3D-Druckers angebracht werden kann. Je leichter der bewegte Druckkopf selbst ist, desto schneller kann er im Betrieb des 3D-Druckers bewegt werden und desto weniger Kraft ist für den diesbezüglichen Antrieb erforderlich.
Vorteilhaft ist ein elektromagnetischer Aktor, und/oder ein Piezoaktor, als
Antriebsquelle für die Bewegung des Stempels vorgesehen. Insbesondere ein Piezoaktor kann schnell große Kräfte erzeugen und beispielsweise verwendet werden, um eine hochfrequente resonante Schwingung in die flüssige Phase des Metalls einzukoppeln, die sich zum Austrag eines Tropfens aufschaukelt. In den Versuchen der Erfinder wurden Piezoaktoren aus Dieselinjektoren verwendet.
Vorteilhaft ist mindestens ein Federelement zur Vorspannung des Stempels, und/oder zur Beaufschlagung des Stempels mit einer Rückstellkraft, vorgesehen. Dies erleichtert es insbesondere, den Stempel in einer in die flüssige Phase des Metalls hinein gerichteten Richtung mit einer anderen Geschwindigkeit zu bewegen als in der entgegengesetzten Richtung. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, den Stempel zum Austrag eines Tropfens schnell vorzuschieben, aber vergleichsweise langsam zurückzuziehen, damit sich die flüssige Phase des Metalls in dem Reservoir setzen und einen Zutritt von Umgebungsluft durch die Austrittsöffnung verhindern kann. Wird der Stempel zu schnell zurückgezogen, könnte durch den entstehenden Unterdruck Luft in das Reservoir eingesaugt werden und den weiteren Druckprozess behindern.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kühlung für den Bereich des Aktors vorgesehen. Hierfür kann insbesondere eine Kühlmanschette vorgesehen sein, der innerhalb des Druckkopfes noch weitere Funktionen zugewiesen sein können. Beispielsweise kann die Kühlmanschette eine Abstützung für den Aktor und eventuelle Federelemente bilden und Durchführungen in das Reservoir, insbesondere in den Druckentlastungsraum, enthalten. Eine solche Funktionsintegration ist insbesondere der Miniaturisierung des Druckkopfes förderlich. Hierfür sind additive Herstellungsverfahren, wie beispielsweise selektives Lasersintern, besonders geeignet.
Die flüssige Phase des Metalls kann dem Druckkopf aus einer externen geheizten Quelle zugeführt werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch zusätzlich eine Heizung für das Reservoir vorgesehen, wobei zwischen dem Reservoir und der Kühlung ein thermischer Isolator vorgesehen ist. Dieser Isolator hat vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 1 W/m/K, bevorzugt von weniger als 0,2 W/m/K. Die Heizung kann beispielsweise als Heizflansch ausgebildet sein, der zugleich das Reservoir bildet.
Die Heizung kann beispielsweise resistiv oder induktiv erfolgen. Alternativ kann beispielsweise auch eine Gasflamme verwendet werden, was jedoch die Zuführung einer weiteren Energieart erforderlich macht. Die Heizung sollte in ihrer Leistung so dimensioniert sein, dass in der Nähe der Austrittsöffnung eine Temperatur von mindestens 100 K oberhalb der Schmelztemperatur des Metalls erreichbar ist. Beispielsweise sollte für Aluminium mit einem Schmelzpunkt von 650 °C eine Temperatur von mindestens 750 °C erreichbar sein.
Wird das Reservoir geheizt, so besteht es vorteilhaft aus einem Material mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit von beispielsweise mehr als 10 W/m/K, bevorzugt mehr als 40 W/m/K. Mindestens der mit der flüssigen Phase des Metalls in Kontakt kommende Teil des Reservoirs besitzt vorteilhaft weiterhin einen Kontaktwinkel von mehr als 90 ° zur flüssigen Phase des Metalls, so dass das Material schlecht von dem flüssigen Metall benetzt wird. Die Schmelze bleibt dann nicht im Reservoir haften, und der Druckkopf ist einfach zu reinigen. Ein Material, das die genannten Anforderungen erfüllt, ist beispielsweise Keramik.
Die Austrittsöffnung, die beispielsweise als Düse ausgebildet sein kann, ist ein Verschleißteil. Vorteilhaft ist sie daher nicht fest in das Reservoir bzw. in den Heizflansch integriert, sondern über eine lösbare Verbindung, wie beispielsweise eine Schraubverbindung, hiermit verbunden. Besonders wichtig ist die
Materialauswahl. Um einen sauberen Tropfenabriss zu generieren, ist ein Kontaktwinkel zwischen der Düse und der flüssigen Phase des Metalls von über 130 ° vorteilhaft. Beispielsweise haben Graphit und Bornitrid mit flüssigem Aluminium einen Kontaktwinkel in diesem Bereich. Die Düse ist also vorteilhaft zumindest mit einem Material, das den gewünschten Kontaktwinkel zum flüssigen Metall aufweist, innenbeschichtet.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Druckausgleichsraum eine Zuführung für ein Inertgas auf. Ein Inertgas schützt zum einen die flüssige Phase des Metalls vor Oxidation. Zum anderen kann das Inertgas auch verwendet werden, um in dem Reservoir einen konstanten oder nur vergleichweise langsam veränderlichen Basisdruck p einzustellen. Dieser Basisdruck p kann dann durch die Bewegung des Stempels moduliert werden, insbesondere in Form einer Druckwelle, die Tropfen der flüssigen Phase des Metalls aus der Austrittsöffnung treibt.
Nach dem zuvor Gesagten bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Betreiben eines Druckkopfes gemäß der Erfindung. Bei diesem Verfahren wird der Stempel mit einer ersten Geschwindigkeit in Richtung in die flüssige Phase des Metalls hinein bewegt, wobei die erste Geschwindigkeit so bemessen ist, dass eine Druckwelle in die flüssige Phase des Metalls eingekoppelt wird und die flüssige Phase des Metalls zum Durchtritt durch die Austrittsöffnung anregt. Der Stempel wird mit einer zweiten Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung bewegt, wobei die zweite Geschwindigkeit niedriger ist als die erste Geschwindigkeit und so bemessen ist, dass die Setzung der flüssigen Phase des Metalls in dem Reservoir den Zutritt von Umgebungsluft durch die
Austrittsöffnung verhindert.
Dabei kann insbesondere vorteilhaft der Stempel zwischen der Bewegung in Richtung in die flüssige Phase des Metalls und der Bewegung in der
entgegengesetzten Richtung in einer Haltephase in Ruhe gehalten werden.
Nach dem zuvor Gesagten bezieht sich die Erfindung weiterhin auch auf ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Druckkopfes gemäß der Erfindung. Bei diesem Verfahren wird durch die Zuführung des Inertgases ein Basisdruck p in der flüssigen Phase des Metalls erzeugt wird, wobei durch die Bewegung des Stempels dem Basisdruck p eine Druckwelle überlagert, die die flüssige Phase des Metalls zum Durchtritt durch die Austrittsöffnung anregt.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
Ausführungsbeispiele
Es zeigt:
Figur 1 Prinzipskizze eines Druckkopfes 1 gemäß der Erfindung;
Figur 2 Ausführungsbeispiel eines Druckkopfes 1 mit axialer Anordnung des Stempels 5;
Figur 3 Ausführungsbeispiel eines Druckkopfes 1 mit radialer Anordnung des Stempels 5.
Nach Figur 1 umfasst der Druckkopf 1 ein Reservoir 2 für die flüssige Phase 3b des Metalls 3. Das Reservoir 2 ist unterteilt in einen Schmelzeraum 2b, der mit der flüssigen Phase 3b des Metalls 3 gefüllt ist, und einen darüber liegenden Druckausgleichsraum 2a. Der Druckausgleichsraum 2a weist eine Zuführung 12 für ein Inertgas auf, welches im Druckausgleichsraum 2a einen Druck p erzeugt.
Der Stempel 5 ist durch den Druckausgleichsraum 2a in die flüssige Phase 3b des Metalls 3 geführt. Durch Bewegung des Stempels 5 mittels eines Piezoaktors
6 kann eine Druckwelle 13 in die flüssige Phase 3b des Metalls 3 eingekoppelt werden. Die Druckwelle 13 ist eine schnelle Druckänderung, die Tropfen 3c der flüssigen Phase 3b des Metalls 3 aus der Austrittsöffnung 4 im Reservoir 2 treibt. Diese Tropfen 3c lagern sich am herzustellenden Objekt 101 auf dem Substrat 100 an. Der Stempel 5 hat ein Ende 5a und einen Bereich 5b, die in die flüssige
Phase 3b des Metalls eintauchbar sind.
Das Metall 3 wird dem Druckkopf 1 über eine Zuführung 7 in der drahtförmigen festen Phase 3a zugeführt. Die feste Phase 3a ist durch den
Druckausgleichsraum 2a in die flüssige Phase 3b geführt und wird dort aufgeschmolzen. Um die Temperatur im Schmelzeraum 2b über der
Schmelztemperatur des Metalls 3 zu halten, ist der Schmelzeraum 2b mit einer Heizung 10 versehen. Figur 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel des Druckkopfes 1, bei dem der Stempel
5 axial durch den Druckausgleichsraum 2a in die flüssige Phase 3b des Metalls 3 im Schmelzeraum 2b geführt ist. Das Reservoir 2 umfasst eine Vorratszone 2c, die als Sacklochbohrung mit größerem Durchmesser in einen Basisblock 2e ausgeführt ist, sowie eine konzentrisch hierzu angeordnete Endzone 2d, die als durchgehende zylindrische Bohrung in den Basisblock 2e ausgeführt ist. Die
Austrittsöffnung 4 wird begrenzt durch eine Düse 4a aus Graphit, die über einen Halter 14 mit dem Basisblock 2e verbunden ist.
Der Basisblock 2e ist über zwei Heizpatronen 10 heizbar, so dass die
Temperatur im Reservoir 2 über der Schmelztemperatur des Metalls 3 gehalten werden kann. Der Stempel 5 ist über ein Zwischenstück 6a und eine
Spannschraube 6b an den Piezoaktor 6 gekoppelt und durch dessen Anregung in die flüssige Phase 3b des Metalls 3 hinein bewegbar. Zusätzlich ist ein aus einem Tellerfederpaket 8a und einer zugehörigen Einstellschraube 8b bestehendes Federelement 8 vorgesehen, das eine Rückstellkraft auf den Stempel 5 ausübt. Ist der Piezoaktor 6 nicht angeregt, zieht diese Rückstellkraft den Stempel 5 nach oben.
Da der Piezoaktor 6 wärmeempfindlich ist, ist er von einer Kühlmanschette 9 umgeben, in der ein Kühlmittel in einer Spiralbohrung geführt ist. Die
Kühlmanschette 9 ist vom geheizten Basisblock 2e durch einen Isolator 11 isoliert, durch den auch die drahtförmige feste Phase 3a des Metalls 3 sowie die Zuführung 12 für ein Inertgas in den Druckausgleichsraum 2a geführt sind. Der Druckkopf 1 insgesamt ist in einem Halteflansch 15 eingefasst.
Figur 2b zeigt eine Variante dieses Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zu Figur 2a ist der Basisblock 2e hier von einer als Heizflansch ausgebildeten Heizung 10 umgeben. Weiterhin sind die Kühlmanschette 9, der Isolator 11 sowie der Basisblock 2e über Schrauben 16 miteinander verschraubt. Die feste Phase 3a des Metalls 3 ist in Figur 2b aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.
Figur 3a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Druckkopfes 1. Im
Unterschied zu Figur 2 ist hier der Stempel 5 radial in die flüssige Phase 3b des Metalls 3 geführt, und zwar in der Endzone 2d des Reservoirs 2.
Dementsprechend ist die Durchführung des Stempels 5 durch den Basisblock 2e dichtend gegen die flüssige Phase 3b des Metalls 3. Der Aktor 6, der über das Zwischenstück 6a und die Spannschraube 6b an den Stempel 5 gekoppelt ist, ist in einer Hülse 6c untergebracht, die über den Isolator 11 vom Basisblock 2e wärmeisoliert ist. Die Hülse 6c hat einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Hohlraum 9a, der von einer Dichtung 9b verschlossen ist und zusammen mit dieser die Kühlung 9 für den Piezoaktor 6 bildet.
Die Heizung 10 umfasst einen Heizflansch 10a, der zugleich den Basisblock 2e bildet, sowie eine Induktionsheizung 10b, die beide nur auf die Vorratszone 2c des Reservoirs 2 wirken. Die Induktionsheizung 10b ist mit einer Abschirmung 2c versehen. Die Temperatur in der Endzone 2d des Reservoirs 2 wird über einen Temperatursensor 17 überwacht. Die feste Phase 3a des Metalls 3 wird axial von oben durch den
Druckausgleichsraum 2a des Reservoirs 2 zugeführt. Damit diese feste Phase 3a nicht frühzeitig aufschmilzt und die Zuführung eventuell verstopft, ist sie über eine Kühlmanschette 9c gekühlt, welche über einen Isolator IIa vom geheizten Basisblock 2e wärmeisoliert ist. Die Kühlmanschette 9c ist mit Schrauben 16 sowie einem Tellerfederpaket 8c mit Unterlegscheiben mit dem Basisblock 2e verbunden. Der Druckkopf 1 als Ganzes ist wiederum in den Halteflansch 15 eingefasst.
Figur 3b verdeutlicht, wie optional zusätzlich der Füllstand der flüssigen Phase 3b des Metalls 3 im Reservoir 2 überwacht werden kann. Durch die
Kühlmanschette 9c, den Isolator IIa und den als Basisblock 2e fungierenden Heizflansch 10a sind zwei Drähte 18 für die Füllstandsmessung in das Reservoir 2 geführt. Die Durchführung der Drähte 18 durch den Heizflansch 10a ist jeweils mit Keramik-Halsperlen 18a abgedichtet.

Claims

Ansprüche
1. Druckkopf (1) für einen 3D-Drucker, umfassend ein Reservoir (2) für ein Metall (3), wobei das Reservoir (2) eine Austrittsöffnung (4) für den Ausstoß von Tropfen (3c) einer flüssigen Phase (3b) des Metalls (3) aufweist, wobei ein verschiebbar gelagerter Stempel (5) zur unmittelbaren Kraftausübung auf die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) vorgesehen ist, so dass die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) zum Durchtritt durch die Austrittsöffnung (4) anregbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (2) auf der der Austrittsöffnung (4) abgewandten Seite des für die flüssige Phase (3b) des Metalls (3)
vorgesehenen Schmelzeraumes (2b) einen Druckausgleichsraum (2a) enthält, in den die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) sich auszudehnen vermag.
2. Druckkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Stempel (5) durch den Druckausgleichsraum (2a) in das Reservoir (2) geführt ist.
3. Druckkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das in die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) führbare Ende (5a) des Stempels (5) kegelförmig zuläuft mit einem Öffnungswinkel zwischen 90 und 180 Grad.
4. Druckkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens der in die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) führbare Teil (5b) des Stempels (5) aus einer Keramik, und/oder aus einem Edelstahl, besteht.
5. Druckkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das Reservoir (2) eine Vorratszone (2c) umfasst, die den Druckausgleichsraum (2a) beinhaltet und/oder an den Druckausgleichsraum (2a) angrenzt, wobei die Vorratszone (2c) sich an einem der Austrittsöffnung (4) zugewandten Ende zu einer Endzone (2d) verjüngt.
6. Druckkopf (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Endzone (2d) konzentrisch zur Vorratszone (2c) angeordnet ist und einen geringeren Durchmesser aufweist als die Vorratszone (2c).
7. Druckkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Stempel (5) in die Endzone (2c) bewegbar und/oder unter Freihaltung von Strömungsquerschnitten von der Innenwand der Endzone (2c) führbar ist.
8. Druckkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 3D-Drucker mit einem Druckkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Zuführung (7) für die feste Phase (3a) des Metalls (3) in das Reservoir (2) vorgesehen ist.
9. Druckkopf (1) oder 3D-Drucker nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zuführung (7) eine Vorschubvorrichtung für eine drahtförmige, bandförmige oder stangenförmige feste Phase (3a) des Metalls (3) ist.
10. Druckkopf (1) oder 3D-Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromagnetischer Aktor, und/oder ein Piezoaktor, als Antriebsquelle (6) für die Bewegung des Stempels (5) vorgesehen ist.
11. Druckkopf (1) oder 3D-Drucker nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens ein Federelement (8) zur Vorspannung des Stempels (5), und/oder zur Beaufschlagung des Stempels (5) mit einer
Rückstellkraft, vorgesehen ist.
12. Druckkopf (1) oder 3D-Drucker nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlung (9) für den Bereich des Aktors (6) vorgesehen ist.
13. Druckkopf (1) oder 3D-Drucker nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Heizung (10) für das Reservoir (2) vorgesehen ist, wobei zwischen dem Reservoir (2) und der Kühlung (9) ein thermischer Isolator (11) vorgesehen ist.
14. Druckkopf (1) oder 3D-Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsraum (2a) eine Zuführung (12) für ein Inertgas aufweist.
15. Verfahren zum Betreiben eines Druckkopfes (1) oder 3D-Druckers nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (5) mit einer ersten Geschwindigkeit in Richtung in die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) hinein bewegt wird, wobei die erste Geschwindigkeit so bemessen ist, dass eine Druckwelle (13) in die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) eingekoppelt wird und die flüssige Phase (3b) des Metalls (3) zum Durchtritt durch die
Austrittsöffnung (4) anregt, und dass der Stempel (5) mit einer zweiten
Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird, wobei die zweite Geschwindigkeit niedriger ist als die erste Geschwindigkeit und so bemessen ist, dass die Setzung der flüssigen Phase (3b) des Metalls (3) in dem Reservoir (2) den Zutritt von Umgebungsluft durch die Austrittsöffnung (4) verhindert.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (5) zwischen der Bewegung in Richtung in die flüssige Phase (3b) des
Metalls (3) und der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung in einer Haltephase in Ruhe gehalten wird.
17. Verfahren zum Betreiben eines Druckkopfes (1) oder 3D-Druckers nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zuführung (12) des
Inertgases ein Basisdruck p in der flüssigen Phase (3b) des Metalls (3) erzeugt wird, wobei durch die Bewegung des Stempels (5) dem Basisdruck p eine Druckwelle (13) überlagert wird, die die flüssige Phase (3b) des Metalls zum Durchtritt durch die Austrittsöffnung (4) anregt.
PCT/EP2018/056526 2017-03-17 2018-03-15 Druckkopf für den 3d-druck von metallen WO2018167209A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017204509.4 2017-03-17
DE102017204509.4A DE102017204509A1 (de) 2017-03-17 2017-03-17 Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018167209A1 true WO2018167209A1 (de) 2018-09-20

Family

ID=61683799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/056526 WO2018167209A1 (de) 2017-03-17 2018-03-15 Druckkopf für den 3d-druck von metallen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017204509A1 (de)
WO (1) WO2018167209A1 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110961634A (zh) * 2018-09-29 2020-04-07 北京梦之墨科技有限公司 一种液态金属打印笔管
WO2020070002A1 (de) * 2018-10-02 2020-04-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur generativen fertigung eines dreidimensionalen werkstücks aus einem flüssigen werkstoff
CN113438994A (zh) * 2018-12-14 2021-09-24 罗伯特·博世有限公司 用于由含铝金属熔融物增材制造三维工件的设备
CN113751727A (zh) * 2021-08-26 2021-12-07 南方科技大学 3d打印喷头及3d打印装置
US20220219240A1 (en) * 2021-01-13 2022-07-14 Xerox Corporation Removable vessel and metal insert for preparing a metal drop ejecting three-dimensional (3d) object printer for printing
WO2023274590A1 (de) * 2021-06-28 2023-01-05 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Druckkopf und verfahren zur additiven fertigung eines bauteils mittels metallschmelze
EP3717151B1 (de) * 2017-11-27 2024-05-29 Robert Bosch GmbH Druckkopf für einen 3d-drucker
CN110961634B (zh) * 2018-09-29 2024-06-04 北京梦之墨科技有限公司 一种液态金属打印笔管

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221739A1 (de) * 2018-12-14 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Werkstücks aus einer aluminiumhaltigen Metallschmelze
DE102018221745A1 (de) * 2018-12-14 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Werkstücks aus einer aluminiumhaltigen Metallschmelze
DE102019202194A1 (de) * 2019-02-19 2020-08-20 Robert Bosch Gmbh 3D-Druck-Injektor mit Kühlung
DE102019204568A1 (de) * 2019-04-01 2020-10-01 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Werkstücks aus einer aluminiumhaltigen Metallschmelze, Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Werkstücks

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090219319A1 (en) * 2005-12-27 2009-09-03 Nederlandse Organisatie Voor Toegepastnatuurwetens Material jet system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090219319A1 (en) * 2005-12-27 2009-09-03 Nederlandse Organisatie Voor Toegepastnatuurwetens Material jet system

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAN-SONG ZUO; HE-JUN LI; LE-JUA QI; JUN LUO; SONG-YI ZHONG; HAI-PENG LI: "Effect on wetting behavior on generation of uniform aluminum droplets obtained by pneumatic drop-on-demand technique", JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY, vol. 214, 2014, pages 2566 - 2575
LUO JUN ET AL: "Impact-driven ejection of micro metal droplets on-demand", INTERNATIONAL JOURNAL OF MACHINE TOOLS AND MANUFACTURE, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 106, 5 April 2016 (2016-04-05), pages 67 - 74, XP029533342, ISSN: 0890-6955, DOI: 10.1016/J.IJMACHTOOLS.2016.04.002 *
NA LIN ET AL: "Intelligent Adjustment of Printhead Driving Waveform Parameters for 3D Electronic Printing", MATEC WEB OF CONFERENCES, vol. 100, 1 January 2017 (2017-01-01), pages 03034, XP055474835, DOI: 10.1051/matecconf/201710003034 *
TAIK-MIN LEE ET AL: "Drop-on-Demand Solder Droplet Jetting System for Fabricating Microstructure", IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS PACKAGING MANUFACTURING, IEEE, PISCATAWAY, NY, US, vol. 31, no. 3, 1 July 2008 (2008-07-01), pages 202 - 210, XP011229699, ISSN: 1521-334X, DOI: 10.1109/TEPM.2008.926285 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3717151B1 (de) * 2017-11-27 2024-05-29 Robert Bosch GmbH Druckkopf für einen 3d-drucker
CN110961634A (zh) * 2018-09-29 2020-04-07 北京梦之墨科技有限公司 一种液态金属打印笔管
CN110961634B (zh) * 2018-09-29 2024-06-04 北京梦之墨科技有限公司 一种液态金属打印笔管
WO2020070002A1 (de) * 2018-10-02 2020-04-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur generativen fertigung eines dreidimensionalen werkstücks aus einem flüssigen werkstoff
CN112789129A (zh) * 2018-10-02 2021-05-11 罗伯特·博世有限公司 用于由液态材料增材制造三维工件的方法和设备
CN113438994A (zh) * 2018-12-14 2021-09-24 罗伯特·博世有限公司 用于由含铝金属熔融物增材制造三维工件的设备
US20220032534A1 (en) * 2018-12-14 2022-02-03 Robert Bosch Gmbh Apparatus for the additive manufacture of a three-dimensional workpiece from a metal melt containing aluminum
CN113438994B (zh) * 2018-12-14 2024-01-09 罗伯特·博世有限公司 用于由含铝金属熔融物增材制造三维工件的设备
US20220219240A1 (en) * 2021-01-13 2022-07-14 Xerox Corporation Removable vessel and metal insert for preparing a metal drop ejecting three-dimensional (3d) object printer for printing
WO2023274590A1 (de) * 2021-06-28 2023-01-05 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Druckkopf und verfahren zur additiven fertigung eines bauteils mittels metallschmelze
CN113751727A (zh) * 2021-08-26 2021-12-07 南方科技大学 3d打印喷头及3d打印装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017204509A1 (de) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018167209A1 (de) Druckkopf für den 3d-druck von metallen
DE102016224047A1 (de) Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen
EP0752294B1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Austragen von flüssigem Lot
EP3720632B1 (de) Verfahren zum betreiben einer vorrichtung zur additiven fertigung von dreidimensionalen werkstücken
EP3717152B1 (de) Druckkopf für einen 3d-drucker
WO2019101436A1 (de) Druckkopf für einen 3d-drucker und verfahren zur inbetriebnahme eines druckkopfes eines 3d-druckers
DE102014226425A1 (de) 3D-Drucker für metallische Materialien
WO2020120317A1 (de) Druckkopf für den 3d-druck von metallen, vorrichtung zur additiven fertigung von dreidimensionalen werkstücken, umfassend einen druckkopf und verfahren zum betreiben einer vorrichtung
WO2020069910A1 (de) Dosiersystem mit dosierstoff-kühleinrichtung
WO2017050592A1 (de) Druckkopf für den 3d-druck von metallen
EP4076797B1 (de) Druckkopf für den 3d-druck von metallen
EP3488951B1 (de) Druckkopf für einen 3d-drucker
EP1669159A1 (de) Bearbeitungsdüse zum Laserschneiden mir einer über den Düsenkörper hinausragenden Düsenhülse, Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren mit der entsprechenden Bearbeitungsdüse
EP2664458B1 (de) Bedrucken eines Werkstücks aus Glas mit einer Heißprägefolie unter Verwendung eines Prägestempels
EP3717151B1 (de) Druckkopf für einen 3d-drucker
DE102018221735A1 (de) Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen, Vorrichtung zur additiven Fertigung von dreidimensionalen Werkstücken, umfassend einen Druckkopf und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung
DE102018216714A1 (de) Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen
DE102019219867A1 (de) Druckkopf für einen 3D-Drucker
DE102019219836A1 (de) Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen
DE102018216773A1 (de) Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen
DE102019219859A1 (de) Düsenvorrichtung für einen Druckkopf eines 3D-Druckers
DE102019209643A1 (de) Druckkopf für den 3D-Druck von Metallen
DE102018216796A1 (de) Füllstandsmessung für flüssiges Metall in einem 3D-Druckkopf
DE102019213200A1 (de) Dosierpistole
WO2022258168A1 (de) Druckkopf für den 3d-druck von metallen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18711552

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18711552

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1