WO2019175383A1 - Spritz- oder druckkopf und spritz- oder druckkopfanordnung - Google Patents

Spritz- oder druckkopf und spritz- oder druckkopfanordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2019175383A1
WO2019175383A1 PCT/EP2019/056542 EP2019056542W WO2019175383A1 WO 2019175383 A1 WO2019175383 A1 WO 2019175383A1 EP 2019056542 W EP2019056542 W EP 2019056542W WO 2019175383 A1 WO2019175383 A1 WO 2019175383A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spray
print head
mold
printing
molding
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/056542
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Laurent Hugues
Daniel Navarro
Nicolas Mehl
Original Assignee
Adient Engineering and IP 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 Adient Engineering and IP GmbH filed Critical Adient Engineering and IP GmbH
Publication of WO2019175383A1 publication Critical patent/WO2019175383A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/3001—Extrusion nozzles or dies characterised by the material or their manufacturing process
    • B29C48/3003—Materials, coating or lining therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/02—Small extruding apparatus, e.g. handheld, toy or laboratory extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/86—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the nozzle zone
    • B29C48/865—Heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Definitions

  • the invention relates to a spray or print head and a spray or printhead assembly.
  • Prototyping vehicle parts such as a backrest or seat structure or shell, focused on pre-series visualization models.
  • Powder form is applied, which is then solidified in the second step by heating.
  • the object of the invention is to provide an improved spray or print head, in particular for a 3D printing device, and an improved spray or print head arrangement, in particular for a 3D printing device.
  • the object is achieved by a spray or printhead with the features of claim 1 and a spray or printhead assembly with the features of claim 9.
  • the spray or print head in particular for a
  • this spray or print head is designed as a monobloc, which comprises at least one base element.
  • the spray or print head comprises at least one nozzle element.
  • the spray or print head is designed as a monobloc, which comprises the base element with at least one nozzle element.
  • the base element with the nozzle element in one piece from a material, in particular made of a metal or a metal alloy, formed, for example cast, and thus formed as a monoblock.
  • the spray or printhead may in particular be formed of a high density metallic material and cast as a monobloc.
  • the spray or print head is suitable for storing and / or conducting heat energy.
  • this energy stored in the spray or print head material for example, as heat energy for heating, in particular melting of a molding material or a material for molding a mold, in particular a plastic material, powder material or alloy material for producing a foam molding or the mold, in a molding process, such as for example, in an injection molding or 3D printing process, such as melt stratification or 3D printing stratification.
  • the spray or print head may be formed of a single material, such as copper or iron.
  • the spray or print head may be formed of a copper and / or iron alloy.
  • the spray or print head is designed as a casting.
  • the print head can be formed, for example, by a material-removing machining process from a block of material, in particular by a chip removal process, for example by milling, turning and / or drilling and / or sawing.
  • the spray or print head is shaped, in particular cast, and of such heat
  • the base element in particular the monoblock, have a plurality of receptacles for heating elements, such as heating cartridges and / or heating resistors.
  • Be formed material that this example, can deliver a heat output of 20 W to 60 W.
  • this spray or print head can deliver a maximum heat output of 240 W.
  • a heat flow in the spray or print head allows for easy material processing, in particular material melting in the spray or print head itself.
  • Such a trained print head has in particular a material flow rate of, for example, up to 4 kg molding material or material for molding a mold per 24 hours.
  • Traditional spray or print heads currently process a maximum of 1 kg of material per 24 hours.
  • the spray or print head comprises the base element, the nozzle element, four receptacles for Fleizimplantation and a receptacle for a feed element, and is formed as a monoblock, in particular made of copper or iron or of a copper and / or iron alloy. This can ensure that the above-mentioned advantageous material flow rate is achieved.
  • the monoblock of the spray or printhead may comprise only the base member having apertures or through-holes serving as receptacles for one or more nozzles, one or more flats or cartridges, and / or one or more feed members.
  • the nozzle (s) is / are each made of such a material that it can store and / or conduct heat in each case.
  • An injection or printhead assembly according to the invention in particular for a 3D printing device, d. H. for a device for three-dimensional printing, comprising the spray or print head and a plurality of Fleiziata and / or at least one feed element, in particular for
  • the respective heating element is designed, for example, as a heating cartridge and / or as a heating resistor, in particular as an electrically operated heating element.
  • the respective heating element is for example designed such
  • this spray or print head can deliver a maximum heat output of 240 W.
  • a heat flow in the spray or print head allows for easy material processing, in particular material melting in the spray or print head itself.
  • Such a trained print head has in particular a material flow rate of, for example, up to 4 kg molding material or material for molding a mold per 24 hours.
  • Such incorporated in the spray or print head or inserted heating elements or cartridges heat relidictdes molding material or material for molding a mold, in particular a plastic material, a plastic powder or a filament faster than usual and can be easily and safely and optionally with more pressure from the or the nozzles of the spray or printhead out, in particular gedüst or sprayed.
  • Conventional spray or print heads currently process a maximum of 1 kg of material per 24 hours.
  • the spray or print head can be set up, in particular molded or cast from such a material and / or provided with heating elements, that this melts a in a mold, in particular injection-molded or 3D-printed injection mold, critical information in the spray or printhead and at room temperature. This makes it possible, as a mold, in particular injection mold, a 3D-printed injection mold of a polymer, in particular of a
  • thermoplastic polymer for example, synthetic resin or
  • Polyester material to use which is not heated even for shaping.
  • the spray or print head is set up, in particular molded or cast from such a material and / or provided with heating elements that this melts a material for molding a mold in the spray or printhead and in a 3D printing process, in particular as part of a 3D Printing device, the mold as a
  • 3D printed casting or printing form in particular injection mold, produced, in particular from a polymer, in particular from a
  • thermoplastic polymer for example, synthetic resin or
  • the spray or print head is suitable for use in the forming device with a 3D printed
  • Injection mold for processing, in particular spreading of a foam material such as polyethylene or
  • Polyurethane material in particular a polyethylene wax oil dispersion, with a solvent or release agent having a flash point between 16 ° C and 50 ° C.
  • a release agent is used in the molding process, ie for the production of the molding in the 3D printed mold, which has a flash point between 16 ° C and 50 ° C.
  • This release agent consists for example of a polyethylene wax oil dispersion in paraffin hydrocarbons.
  • the release agent is used so that the introduced into the 3D printed mold
  • Part molding material does not adhere to the 3D printed mold and thus the molded molding is removable from the 3D printed mold.
  • the 3D printed casting or printing form For shaping a prototype, in particular a molded part of a, for example, highly elastic, heat and / or stress resistant foam material is used as a tool device, the 3D printed casting or printing form.
  • the foam material may be used into the 3D printed casting or printing form.
  • Fier ein of the casting or printing forme in the 3D printing process in particular by means of the spray or print head, are surprisingly the following materials both for the components of the tool device, in particular for the casting or printing forme and / or the printing or spray head, as well for the molded part to be produced, in particular a foam molding, found and used:
  • the 3D-printed casting or printing form is or is made of one
  • thermoplastic material in particular made of a flask or polyester material.
  • the spray or printhead is in particular as a monobloc of a metal, in particular copper or iron or a
  • the molded part, foam molding is in particular made of a thermoplastic material, in particular a
  • Foam molding is a molding material, in particular
  • Foam material by means of at least one or more of the above-described spray or print heads or by means of another
  • Supplying tool fed and heated in this spray or print head or in the other application tool in particular
  • molding material is a plastic material, in particular a thermoplastic plastic material, such as a
  • Hard foam material in particular polyurethane, or a filament, melted via the spray or print head or by means of another application tool at the processing point, in particular when introduced into the injection mold or printing plate. This results in a substantially pore and crack-free surface to be produced, in particular
  • the foam material may be continuous with a solvent or binder as a dispersion by means of the spray or print head or other dispensing tool into the die or mold or introduced discontinuously or in layers, in particular cast or printed.
  • Printhead or the other application tool and / or due to a corresponding composition of the molding material can be omitted heating of the mold. This is a cost effective
  • the printed casting or printing form is designed to be sufficiently resistant to pressure, so that this pressure or casting mold compensates for or absorbs pressures occurring during the production of the foam part or workpiece.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that due to the pressure or mold produced in the simple 3D printing process, in particular by means of the spray or print head, the production of prototypes, in particular of a foam material, significantly shortened and simplified and flexible to new Forms of prototypes can be adapted and therefore cost-effective. So need
  • the spray or print head and the spray or printhead assembly are particularly suitable for producing a prototype of a molded part, wherein by means of the spray or print head, in particular by means of the spray or printhead assembly, in particular as part of a 3D printing device, first by means of a 3D printing process a
  • Resilience is needed quickly, for example, as a prototype for a seat part, such as seat cushion part or seat back part, a vehicle seat, for example, a block of foam is cut accordingly.
  • Molded foam which is produced by means of a casting mold.
  • Fier too of a molded part as a prototype is to produce a mold, for example made of aluminum, and also used in mass production foam material for
  • the molded part produced has the right properties, the tools, in particular the casting mold, are robust and can be used according to a standard method for the production of polyurethane foams. you are
  • Moldings produced in this way have better properties, which correspond to the properties of later series products, but their Fier ein requires a lot of time and cost, since this tools, In particular, molds made of aluminum are needed with
  • the mold for producing the molding is printed as a 3D die casting mold. This mold is then used for the production of the molding by the plastic, in particular foam, is introduced into this mold for the production of the molding,
  • the heating system is designed for a maximum flow rate of the material, so that this flow rate can not be increased, because then the material would not be melted.
  • This problem is also solved by the spray or print head described here and the spray or printhead arrangement described here.
  • the monoblock achieves particularly good heat conduction.
  • the spray or print head has recordings for several heating elements.
  • the spray or printhead assembly has a corresponding number of heating elements as described above. As a result, a sufficient heating power is achieved to a flow rate of the material for
  • the molding material for the production of the molding is introduced in particular at room temperature. Slow reactivity and low pressure in the mold ensure that the mold is not damaged.
  • Molding material for example, a release agent having a flash point between 16 ° C and 50 ° C, for example consisting of
  • the above-described injection or printing head is particularly intended for use in a 3D printing device for molding a casting or printing form in a 3D printing process in the 3D printing device and producing a 3D printed casting or printing form.
  • the above-described spray or print head may be provided for use in a molding apparatus having a 3D printed casting or printing form for producing a molding, in particular prototypes.
  • Figure 1 shows a schematic perspective view
  • Figure 2 schematically shows a flowchart for a method for producing a molded part, in particular a foam part in a tool device with a 3D-printed mold.
  • Figure 1 shows a schematic perspective view of a
  • Embodiment of a spray or printhead assembly DA with a spray or print head DK can, for example, in a casting process, produced as a monobloc, in particular cast.
  • the spray or print head DK is formed of a single material as a monoblock, in particular cast.
  • the spray or print head DK of a metallic and in particular heat-storing and / or conductive material, for example, iron, copper, iron or
  • Copper alloy be formed with high density to store and / or direct heat energy.
  • the spray or print head DK is a monobloc
  • a base member 1 with a nozzle member 2 and a plurality of receptacles 3 for at least one or more of the following elements, such as heating elements 4 and / or one or more
  • Feed element / e 5 for supplying a molding material or a material, in particular a plastic material, for molding a casting or printing plate 7 comprises.
  • the casting or printing plate 7 is in
  • mold 7 at least the base element 1 with the nozzle element 2 in one piece of a material, in particular of a metal, poured and thus formed as a monobloc.
  • the heating elements 4 are in particular designed such that they can deliver a heat output in a range of 20 W to 60 W.
  • the heating elements 4 are electrically heated and have, for example, an electrical line 4.1 for connection to a non-illustrated
  • the injection or printing head DK shown in FIG. 1 comprises four
  • the shaping device 6 includes, for example, the spray or print head DK or, as shown here, another
  • Application tool AW for discharging the molding material, d. H. for filling into the mold 7 and the 3D printed mold 7.
  • the 3D printed casting or printing form 7 (hereinafter referred to simply as casting mold 7) is previously produced in a 3D printing device 8, comprising the injection or printing head arrangement DA with the injection or printing head DK, by means of a 3D printing process, in particular by means of melt stratification or 3D printing, made.
  • Mold 7 can be produced simply and in particular within a short time by means of the injection or print head arrangement DA with the injection or printing head DK. This allows in a simple manner that within a few hours or days a new mold 7 with changed
  • Cavity form HF can be produced. Due to the spray or print head DK as a monoblock with insertable heating elements 4 different moldings 9, in particular prototypes, for example Injection molding or foam moldings, easily and quickly molded and final molded within a few days, especially 12 to 20 days, in the 3D printed mold 7. This is achieved by means of the injection or print head arrangement DA with the injection or printing head DK achieved particularly fast production of various 3D printed molds 7 with different cavity shapes HF.
  • Application tool AW can be, for example, a nozzle or also the injection or printing head DK described above.
  • the application tool AW brings, in particular injects, fills or pours the molding material M into the 3D printed casting mold 7.
  • the 3D printed mold 7 is unheated. In this case, the molding material M for producing the
  • Molded part 9 for example for a prototype, introduced at room temperature. Slow reactivity and low pressure in the 3D printed mold 7 ensure that the 3D printed mold 7 is not damaged.
  • the molding 9 for example a foam molding, is removed from the opened 3D printed mold 7 and can optionally be finished accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spritz- oder Druckkopf (DK), insbesondere für eine 3D-Druckeinrichtung (8). Erfindungsgemäß ist der Spritz- oder Druckkopf (DK) als ein Monoblock ausgebildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Spritz- oder Druckkopfanordnung (DA).

Description

Spritz- oder Druckkopf und Spritz- oder Druckkopfanordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Spritz- oder Druckkopf und eine Spritz- oder Druckkopfanordnung.
Das Prototyping für Fahrzeugteile, wie eine Lehnen- oder Sitzteil Struktur oder -schale konzentrierte sich auf Vorserienvisualisierungsmodelle. Mit
Einführung von 3D-Druckverfahren ist die Herstellung von Prototypen vereinfacht. Derzeit werden in verschiedenen 3D-Druckverfahren, wie
Lasersintern, Stereolithografie, selektives Laserschmelzen, FDM-Formung (Fused Deposition Modeling), 3D-Drucken oder Polygrafie, schichtweise Materialien aufgetragen, die entweder vorher aufgeschmolzen und mit Düsen aufgetragen werden oder durch selektives Erwärmen wie beim
Lasersinterverfahren, bei dem ebenfalls schichtweise Kunststoff in
Pulverform aufgetragen wird, das im zweiten Schritt dann durch Erwärmung verfestigt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Spritz- oder Druckkopf, insbesondere für eine 3D-Druckeinrichtung, und eine verbesserte Spritz- oder Druckkopfanordnung, insbesondere für eine 3D-Druckeinrichtung, anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spritz- oder Druckkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Spritz- oder Druckkopfanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist der Spritz- oder Druckkopf, insbesondere für eine
3D-Druckeinrichtung, insbesondere zum Ausformen einer Gussform in einem 3D-Druckverfahren, als ein Monoblock ausgebildet. In einer möglichen Ausführungsform ist dieser Spritz- oder Druckkopf als ein Monoblock ausgebildet, welcher zumindest ein Basiselement umfasst. In einer möglichen Ausführungsform umfasst der Spritz- oder Druckkopf mindestens ein Düsenelement. In einer möglichen Ausführungsform ist der Spritz- oder Druckkopf als ein Monoblock ausgebildet, welcher das Basiselement mit mindestens einem Düsenelement umfasst. In einer möglichen
Ausführungsform ist der Spritz- oder Druckkopf als ein Monoblock
ausgebildet, welcher das Basiselement mit mindestens einem Düsenelement und mehrere Aufnahmen für zumindest ein oder mehrere der nachfolgenden Elemente, wie ein oder mehrere Heizelemente und/oder ein oder mehrere Zuführungselement/e, insbesondere zum Zuführen eines Formteilmaterials und/oder eines Materials zum Ausformen einer Gussform, insbesondere eines Kunststoffmaterials, umfasst. Dabei ist beispielsweise zumindest das Basiselement mit dem Düsenelement in einem Stück aus einem Material, insbesondere aus einem Metall oder aus einer Metalllegierung, ausgebildet, beispielsweise gegossen, und somit als ein Monoblock ausgebildet.
In einer möglichen Ausführungsform kann der Spritz- oder Druckkopf insbesondere aus einem metallischen Material mit hoher Dichte gebildet und als ein Monoblock gegossen sein. Hierdurch ist der Spritz- oder Druckkopf geeignet, Wärmeenergie zu speichern und/oder zu leiten. Dabei kann diese im Spritz- oder Druckkopfmaterial gespeicherte Energie beispielsweise als Wärmeenergie für die Erwärmung, insbesondere Aufschmelzung eines beispielsweise Formteilmaterials oder eines Materials zum Ausformen einer Gussform, insbesondere eines Kunststoffmaterials, Pulvermaterials oder Legierungsmaterials zur Herstellung eines Schaumstoffformteils oder der Gussform, in einem Formgebungsverfahren, wie zum Beispiel in einem Spritzguss- oder 3D-Druckverfahren, beispielsweise Schmelzschichtung oder 3D-Druckschichtung, verwendet werden. Beispielsweise kann der Spritz- oder Druckkopf aus einem einzigen Material, beispielsweise aus Kupfer oder Eisen gebildet sein. Alternativ kann der Spritz- oder Druckkopf aus einer Kupfer- und/oder Eisenlegierung gebildet sein.
Beispielsweise ist der Spritz- oder Druckkopf als ein Gussteil ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann der Druckkopf beispielsweise durch ein materialabtragendes Bearbeitungsverfahren aus einem Materialblock ausgeformt sein, insbesondere durch ein spanabtragendes Verfahren, beispielsweise durch Fräsen, Drehen und/oder Bohren und/oder Sägen.
In einer möglichen Ausführungsform ist der Spritz- oder Druckkopf derart geformt, insbesondere gegossen, und aus einem solchen Wärme
speichernden und/oder leitenden Material gebildet, das dieser in Art eines Heizblocks Wärmeenergie speichern bzw. leiten kann.
Zusätzlich kann das Basiselement, insbesondere der Monoblock, mehrere Aufnahmen für Heizelemente, wie Heizpatronen und/oder Heizwiderstände, aufweisen. Dabei kann das jeweilige Heizelement aus einem solchen
Material gebildet sein, dass dieses beispielsweise eine Wärmeleistung von 20 W bis 60 W abgeben kann.
Bei einem Spritz- oder Druckkopf mit vier Düsen als Heizelemente oder -patronen oder -Speicher von je 60 W kann dieser Spritz- oder Druckkopf eine maximale Wärmeleistung von 240 W abgeben. Ein solcher Wärmestrom im Spritz- oder Druckkopf ermöglicht eine einfache Materialverarbeitung, insbesondere Materialaufschmelzung im Spritz- oder Druckkopf selbst. Ein solch ausgebildeter Druckkopf weist insbesondere eine Materialflussrate von beispielsweise bis zu 4 kg Formteilmaterial oder Material zum Ausformen einer Gussform pro 24 Stunden auf. Solche in den Spritz- oder Druckkopf integrierten oder eingeführten Heizelemente oder -patronen erhitzen ein auszubringendes Formteilmaterial oder Material zum Ausformen einer Gussform, insbesondere ein Kunststoffmaterial, ein Kunststoffpulver oder ein Filament, schneller als gewöhnlich und kann einfach und sicher sowie optional mit mehr Druck aus der oder den Düsen des Spritz- oder Druckkopf geführt, insbesondere gedüst oder gespritzt werden. Flerkömmliche Spritz- oder Druckköpfe verarbeiten derzeit maximal 1 kg Material pro 24 Stunden.
In einer möglichen Ausführungsform umfasst der Spritz- oder Druckkopf das Basiselement, das Düsenelement, vier Aufnahmen für Fleizelemente und eine Aufnahme für ein Zuführelement, und ist ausgebildet als Monoblock, insbesondere aus Kupfer oder aus Eisen oder aus einer Kupfer- und/oder Eisenlegierung. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die oben erwähnte vorteilhafte Materialflussrate erreicht wird. In einer alternativen Ausführungsform kann der Monoblock des Spritz- oder Druckkopfs nur das Basiselement umfassen, wobei dieses Öffnungen oder Durchgangsbohrungen aufweist, welche als Aufnahmen für ein oder mehrere Düsen, ein oder mehrere Fleizelemente oder -patronen und/oder ein oder mehrere Zuführungselemente dienen.
Die Düse/n ist bzw. sind insbesondere jeweils aus einem solchen Material gebildet sein, dass diese jeweils Wärme speichern und/oder leiten kann.
Eine erfindungsgemäße Spritz- oder Druckkopfanordnung, insbesondere für eine 3D-Druckeinrichtung, d. h. für eine Einrichtung zum dreidimensionalen Drucken, umfasst den Spritz- oder Druckkopf und mehrere Fleizelemente und/oder mindestens ein Zuführungselement, insbesondere zur
Materialzuführung eines Materials zum Ausformen einer Gussform, insbesondere in einem 3D-Druckverfahren. Dadurch werden die oben bereits geschilderten Vorteile erzielt. Mit den Fleizelementen wird der Spritz- oder Druckkopf und dadurch das über das Zuführelement zugeführte Material zum Ausformen einer Gussform erwärmt. Dieses Material wird dann über die mindestens eine Düse ausgebracht und damit die Gussform im 3D-Druck, d. h. in einem 3D-Druckverfahren, beispielsweise Schmelzschichtung oder 3D-Druckschichtung, ausgeformt.
Das jeweilige Heizelement ist beispielsweise als eine Heizpatrone und/oder als ein Heizwiderstand ausgebildet, insbesondere als ein elektrisch betriebenes Heizelement. Das jeweilige Heizelement ist beispielsweise derart ausgebildet,
insbesondere aus einem derartigen Material ausgebildet, dass es eine Wärmeleistung von 20 W bis 60 W, insbesondere eine Wärmeleistung von 60 W, abgeben kann. Bei einem Spritz- oder Druckkopf mit vier Düsen als Heizelemente oder -patronen oder -Speicher von je 60 W kann dieser Spritz- oder Druckkopf eine maximale Wärmeleistung von 240 W abgeben. Ein solcher Wärmestrom im Spritz- oder Druckkopf ermöglicht eine einfache Materialverarbeitung, insbesondere Materialaufschmelzung im Spritz- oder Druckkopf selbst. Ein solch ausgebildeter Druckkopf weist insbesondere eine Materialflussrate von beispielsweise bis zu 4 kg Formteilmaterial oder Material zum Ausformen einer Gussform pro 24 Stunden auf. Solche in den Spritz- oder Druckkopf integrierten oder eingeführten Heizelemente oder -patronen erhitzen ein auszubringendes Formteilmaterial oder Material zum Ausformen einer Gussform, insbesondere ein Kunststoffmaterial, ein Kunststoffpulver oder ein Filament, schneller als gewöhnlich und kann einfach und sicher sowie optional mit mehr Druck aus der oder den Düsen des Spritz- oder Druckkopfs geführt, insbesondere gedüst oder gespritzt werden. Herkömmliche Spritz- oder Druckköpfe verarbeiten derzeit maximal 1 kg Material pro 24 Stunden. Dabei kann der Spritz- oder Druckkopf eingerichtet, insbesondere aus einem solchen Material geformt oder gegossen und/oder mit Heizelementen versehen sein, dass dieser ein in eine Gussform, insbesondere Spritzguss- oder 3D-gedruckte Spritzgussform, auszubringendes Material im Spritz- oder Druckkopf aufschmilzt und bei Raumtemperatur ausbringt. Hierdurch ist es möglich, als Gussform, insbesondere Spritzgussform, eine 3D-gedruckte Spritzgussform aus einem Polymer, insbesondere aus einem
thermoplastischen Polymer, beispielsweise künstlichen Harz oder
Polyestermaterial, zu verwenden, welche selbst zur Formgebung nicht beheizbar ist.
Insbesondere ist der Spritz- oder Druckkopf eingerichtet, insbesondere aus einem solchen Material geformt oder gegossen und/oder mit Heizelementen versehen, dass dieser ein Material zum Ausformen einer Gussform im Spritz- oder Druckkopf aufschmilzt und in einem 3D-Druckverfahren, insbesondere als Bestandteil einer 3D-Druckeinrichtung, die Gussform als eine
3D-gedruckte Guss- oder Druckform, insbesondere Spritzgussform, erzeugt, insbesondere aus einem Polymer, insbesondere aus einem
thermoplastischen Polymer, beispielsweise künstlichen Harz oder
Polyestermaterial.
In einer weiteren Ausführungsform eignet sich der Spritz- oder Druckkopf bei Verwendung in der Formgebungseinrichtung mit einer 3D-gedruckten
Spritzgussform zur Verarbeitung, insbesondere Ausbringen von einem Schaumstoffmaterial, wie beispielsweise Polyethylene- oder
Polyurethanmaterial, insbesondere einer Polyethylene-Wachsöl-Dispersion, mit einem Lösungsmittel oder Trennmittel, welches einen Flammpunkt zwischen 16°C und 50°C aufweist. Insbesondere wird im Formgebungsverfahren, d. h. zur Herstellung des Formteils in der 3D-gedruckten Gussform, ein Trennmittel verwendet, welches einen Flammpunkt zwischen 16°C und 50°C aufweist. Dieses Trennmittel besteht beispielsweise aus einer Polyethylenwachs-Öldispersion in Paraffin-Kohlenwasserstoffen. Das Trennmittel wird insbesondere dazu verwendet, dass das in die 3D-gedruckten Gussform eingebrachte
Formteilmaterial nicht an der 3D-gedruckten Gussform anhaftet und somit das ausgeformte Formteil aus der 3D-gedruckten Gussform entnehmbar ist.
Zur Formgebung eines Prototypen, insbesondere eines Formteils aus einem, beispielsweise hochelastischen, hitze- und/oder belastungsbeständigen Schaumstoffmaterial wird als Werkzeugeinrichtung die 3D-gedruckte Guss- oder Druckform verwendet. Um das Schaumstoffmaterial in die 3D-gedruckte Guss- oder Druckform einzubringen, kann der oben beschriebene Spritz- oder Druckkopf oder ein anderes Ausbringungswerkzeug verwendet werden. Insbesondere wird das Formteilmaterial bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei Raumtemperatur, in die 3D-gedruckte Gussform
eingebracht. Dadurch können einfach und schnell verschiedene Guss- oder Druckformen für verschiedene Prototypen mittels des Spritz- oder
Druckkopfs durch 3D-Drucken aus Kunststoff gefertigt und somit
Designänderungen berücksichtigt werden.
Durch eine Fierstellung der Guss- oder Druckform im 3D-Druckverfahren, insbesondere mittels des Spritz- oder Druckkopfs, sind überraschenderweise folgende Materialien sowohl für die Komponenten der Werkzeugeinrichtung, insbesondere für die Guss- oder Druckform und/oder den Druck- oder Spritzkopf, als auch für das herzustellende Formteil, insbesondere ein Schaumstoffformteil, aufgefunden und verwendet worden:
- Die 3D-gedruckte Guss- oder Druckform wird bzw. ist aus einem
thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem Flarz- oder Polyestermaterial hergestellt. - Der Spritz- oder Druckkopf ist insbesondere als ein Monoblock aus einem Metall, insbesondere Kupfer oder Eisen oder einer
Metalllegierung gegossen.
- Das herzustellende Formteil, Schaumstoffformteil, ist insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere einem
Polyurethanmaterial hergestellt.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Formteils, insbesondere eines
Schaumstoffformteils, wird ein Formteilmaterial, insbesondere
Schaumstoffmaterial mittels mindestens einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Spritz- oder Druckköpfe oder mittels eines anderen
Ausbringungswerkzeugs gespeist und in diesem Spritz- oder Druckkopf oder in dem anderen Ausbringungswerkzeug erwärmt, insbesondere
geschmolzen, und anschließend in die insbesondere unbeheizte 3D- gedruckte Guss- oder Druckform und in die 3D-gedruckte Gussform eingebracht, insbesondere eingespritzt oder verdüst.
Beispielsweise wird als Formteilmaterial ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, wie beispielsweise ein
Hartschaummaterial, insbesondere Polyurethan, oder ein Filament, über den Spritz- oder Druckkopf oder mittels eines anderen Ausbringungswerkzeugs am Bearbeitungspunkt, insbesondere beim Einbringen in die Spritzgussform oder Druckform aufgeschmolzen. Hierdurch entsteht eine im Wesentlichen poren- und rissfreie Oberfläche am herzustellenden, insbesondere
hochelastischen, hitze- und/oder belastungsbeständigen Schaumstoffteil, insbesondere für einen Prototypen oder andere Träger- oder
Strukturbauteile.
Darüber hinaus kann das Schaumstoffmaterial mit einem Lösungsmittel oder Binder als eine Dispersion mittels des Spritz- oder Druckkopfs oder eines anderen Ausbringungswerkzeugs in die Druck- oder Gussform kontinuierlich oder diskontinuierlich oder schichtweise eingebracht, insbesondere gegossen bzw. gedruckt werden.
Nach Verhärtung des Schaumstoffmaterials ergibt sich eine zu dem inneren Hohlraum der Guss- oder Druckform korrespondierende Außenform des Schaumstoffmaterials. Aufgrund der Ausgestaltung des Spritz- oder
Druckkopfes oder des anderen Ausbringungswerkzeugs und/oder aufgrund einer entsprechenden Zusammensetzung des Formteilmaterials kann eine Erwärmung der Gussform entfallen. Dadurch ist ein kostengünstiges
Verfahren ermöglicht. Ferner ist die gedruckte Guss- oder Druckform derart hinreichend druckfest ausgebildet, so dass diese Druck- oder Gussform beim Herstellen des Schaumstoffteiles oder -Werkstückes auftretende Drücke ausgleicht oder absorbiert werden. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass aufgrund der im einfachen 3D-Druckverfahren, insbesondere mittels des Spritz- oder Druckkopfs, hergestellten Druck- oder Gussform die Herstellung von Prototypen, insbesondere aus einem Schaumstoffmaterial, deutlich verkürzt sowie vereinfacht und flexibel an neue Formen von Prototypen angepasst werden kann und damit kostengünstig ist. So benötigen
herkömmliche Verfahren zur Herstellung eines Prototypens acht Wochen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere durch den erfindungsgemäßen Spritz- oder Druckkopf kann diese Zeit auf wenige Tage, insbesondere auf 10 bis 20 Tage, verkürzt werden. Darüber hinaus sind die Energiekosten deutlich reduziert, da nicht die große Spritzgussform, sondern nur der kleinere Spritz- oder Druckkopf beheizt wird.
Der Spritz- oder Druckkopf und die Spritz- oder Druckkopfanordnung eignen sich insbesondere zur Herstellung eines Prototyps eines Formteils, wobei mittels des Spritz- oder Druckkopf, insbesondere mittels der Spritz- oder Druckkopfanordnung, insbesondere als Bestandteil einer 3D-Druckeinrichtung, zunächst mittels eines 3D-Druckverfahrens eine
Gussform hergestellt wird, mittels welcher dann das Formteil ausgeformt wird. Wenn bisher ein Formteil, beispielsweise aus Polyurethan, mit hoher
Belastbarkeit schnell benötigt wird, beispielsweise als Prototyp für ein Sitzteil, beispielsweise Sitzkissenteil oder Sitzlehnenteil, eines Fahrzeugsitzes, wird beispielsweise ein Block aus Schaumstoff entsprechend zugeschnitten.
Diese Teile sind zwar schnell erhältlich, jedoch nicht repräsentativ für
Formschaum, welcher mittels einer Gussform erzeugt wird. In einer
Serienfertigung werden solche Formteile aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Schaumstoff, in einer Gussform gegossen. Daher ist ein solches aus einem Schaumstoffblock ausgeschnittenes Teil nicht vergleichbar mit einem späteren Serienteil. Zudem weist ein solches Teil eine andere Flaut auf. Des Weiteren besteht auf diese Weise, d. h. durch Zuschneiden eines Blocks aus Schaumstoff, nicht die Möglichkeit, andere Bauteile zu
umspritzen. Des Weiteren weist ein solches Teil eine gleiche Härte in allen Bereichen auf. Es ist insbesondere nicht repräsentativ für eine zukünftige Serienproduktion.
Eine andere Möglichkeit zur Fierstellung eines Formteils als Prototyp besteht darin, eine Gussform, beispielsweise aus Aluminium, herzustellen und ein auch in der Serienfertigung verwendetes Schaumstoffmaterial zur
Fierstellung des Formteils zu verwenden. In diesem Fall hat das hergestellte Formteil die richtigen Eigenschaften, die Werkzeuge, insbesondere die Gussform, sind robust und können gemäß einem Standardverfahren zur Fierstellung von Polyurethanschäumen verwendet werden. Sie sind
temperaturbeständig und können regelmäßig gereinigt werden. Auf diese Weise hergestellte Formteile weisen bessere Eigenschaften auf, welche den Eigenschaften späterer Serienprodukte entsprechen, jedoch erfordert deren Fierstellung einen hohen Zeit- und Kostenaufwand, da hierfür Werkzeuge, insbesondere Gussformen, aus Aluminium benötigt werden, die mit
CNC-Maschinen hergestellt werden. Die Hauptprobleme bei der Herstellung solcher Formteile als Prototypen sind Zeit und Kosten. So ist bei dieser Vorgehensweise mit einer Zeitdauer von acht Wochen zu rechnen, bis der Prototyp des Formteils hergestellt ist.
Das Ziel bei der Herstellung solcher Prototypen von Formteilen besteht darin, eine, insbesondere relativ geringe, Anzahl solcher Formteile, welche das beabsichtigte Design, insbesondere die beabsichtigte Form, und zudem die beabsichtigte Härte aufweisen, in kurzer Zeit und zu geringen Kosten herzustellen. Keine dieser beiden oben geschilderten bisher zur Verfügung stehenden Methoden ist hierfür geeignet.
Mittels des oben beschriebenen Spritz- oder Druckkopfs, insbesondere mittels der oben beschriebenen Spritz- oder Druckkopfanordnung,
insbesondere als Bestandteil einer 3D-Druckeinrichtung, wird dies
ermöglicht, indem mittels der 3D-Druckeinrichtung, die diese Spritz- oder Druckkopfanordnung mit dem Spritz- oder Druckkopf umfasst, zunächst in einem 3D-Druckverfahren die Gussform zur Herstellung des Formteils als 3D-Druckgussform gedruckt wird. Diese Gussform wird dann zur Herstellung des Formteils verwendet, indem der Kunststoff, insbesondere Schaumstoff, zur Herstellung des Formteils in diese Gussform eingebracht wird,
insbesondere eingespritzt wird. Anschließend wird das Formteil aus der Gussform entformt.
Mit herkömmlichen 3D-Druckeinrichtungen war die Herstellung einer solchen Gussform nicht möglich, da sie nur geringe Materialmengen drucken, beispielsweise maximal ein Kilogramm in 24 Stunden. Der oben
beschriebene Spritz- oder Druckkopf und die diesen umfassende Spritz- oder Druckkopfanordnung sind im Gegensatz dazu wesentlich robuster, insbesondere durch die Ausbildung des Spritz- oder Druckkopfs, zumindest des Basiselements, als Monoblock. Dadurch werden weniger Wartungen und Unterbrechungen verursacht. Bei herkömmlichen 3D-Druckeinrichtungen entstehen Wartungserfordernisse insbesondere aufgrund von Leckagen zwischen verschiedenen Einzelteilen. Dies wird durch die Ausbildung als Monoblock vermieden.
Ein weiteres Problem bei herkömmlichen 3D-Druckeinrichtungen besteht in der Heizung. Das Heizsystem ist auf eine maximale Durchflussmenge des Materials ausgelegt, so dass diese Durchflussmenge nicht erhöht werden kann, denn dann würde das Material nicht mehr aufgeschmolzen. Auch dieses Problem ist durch den hier beschriebenen Spritz- oder Druckkopf und die hier beschriebene Spritz- oder Druckkopfanordnung gelöst. Durch den Monoblock wird eine besonders gute Wärmeleitung erreicht. Zudem weist der Spritz- oder Druckkopf Aufnahmen für mehrere Heizelemente auf. Die Spritz- oder Druckkopfanordnung weist eine entsprechende Anzahl von Heizelementen auf, wie oben beschrieben. Dadurch wird eine ausreichende Heizleistung erreicht, um eine Durchflussmenge des Materials zur
Herstellung der Gussform von 4 Kg in 24 Stunden zu erreichen. Dadurch kann die Gussform in geringer Zeit hergestellt werden.
In diese Gussform wird das Formteilmaterial zur Herstellung des Formteils insbesondere bei Raumtemperatur eingebracht. Durch eine langsame Reaktivität und einen geringen Druck in der Gussform wird sichergestellt, dass die Gussform nicht beschädigt wird. Vor dem Einbringen des
Formteilmaterials wird beispielsweise ein Trennmittel mit einem Flammpunkt zwischen 16°C und 50°C, beispielsweise bestehend aus
Polyethylenwachs-Öldispersion in Paraffin-Kohlenwasserstoffen, in die Gussform eingebracht, um das Entformen des Formteils aus der Gussform sicherzustellen, ohne die Gussform oder das Formteil durch das Entformen zu beschädigen. Der oben beschriebene Spritz- oder Druckkopf ist insbesondere für eine Verwendung in einer 3D-Druckeinrichtung zum Ausformen einer Guss- oder Druckform in einem 3D-Druckverfahren in der 3D-Druckeinrichtung und Herstellen einer 3D-gedruckten Guss- oder Druckform vorgesehen.
Darüber hinaus kann der oben beschriebene Spritz- oder Druckkopf zur Verwendung in einer Formgebungseinrichtung mit einer 3D-gedruckten Guss- oder Druckform zur Herstellung eines Formteils, insbesondere von Prototypen, vorgesehen sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch in perspektivischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel für eine Spritz- oder Druckkopfanordnung mit einem Spritz- oder Druckkopf als Monoblock mit mehreren aufnehmbaren Heizelementen oder -patronen, und
Figur 2 schematisch einen Ablaufplan für ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils, insbesondere eines Schaumstoffteiles in einer Werkzeugeinrichtung mit einer 3D-gedruckten Gussform.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel für eine Spritz- oder Druckkopfanordnung DA mit einem Spritz- oder Druckkopf DK. Der Spritz- oder Druckkopf DK kann dabei, beispielsweise in einem Gussverfahren, als ein Monoblock hergestellt, insbesondere gegossen, sein. Der Spritz- oder Druckkopf DK ist aus einem einzigen Material als ein Monoblock gebildet, insbesondere gegossen. In einer möglichen Ausführungsform kann der Spritz- oder Druckkopf DK aus einem metallischen und insbesondere Wärme speichernden und/oder leitenden Material, beispielsweise aus Eisen, Kupfer, Eisen- oder
Kupferlegierung, mit hoher Dichte gebildet sein, um Wärmeenergie speichern und/oder leiten zu können.
Insbesondere ist der Spritz- oder Druckkopf DK als ein Monoblock
ausgebildet, welcher ein Basiselement 1 mit einem Düsenelement 2 und mehrere Aufnahmen 3 für zumindest ein oder mehrere der nachfolgenden Elemente, wie Heizelemente 4 und/oder ein oder mehrere
Zuführungselement/e 5 zum Zuführen eines Formteilmaterials oder eines Materials, insbesondere eines Kunststoffmaterials, zum Ausformen einer Guss- oder Druckform 7 umfasst. Die Guss- oder Druckform 7 wird im
Weiteren kurz Gussform 7 genannt. Dabei ist zumindest das Basiselement 1 mit dem Düsenelement 2 in einem Stück aus einem Material, insbesondere aus einem Metall, gegossen und somit als ein Monoblock ausgebildet.
Die Heizelemente 4 sind insbesondere derart ausgebildet, dass diese eine Wärmeleistung in einem Bereich von 20 W bis 60 W abgeben können. Hierzu sind die Heizelemente 4 elektrisch beheizbar und weisen beispielsweise eine elektrische Leitung 4.1 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten
Versorgungseinheit auf. Der in Figur 1 dargestellte Spritz- oder Druckkopf DK umfasst vier
Aufnahmen 3, in welche vier Heizelemente 4 einsetzbar sind. Hierdurch kann im Betrieb des Spritz- oder Druckkopfs DK eine Wärmeleistung in einem Bereich von 80 W bis maximal 240 W abgegeben werden. Die Heizelemente 4 sind im montierten Zustand bündig zur Oberfläche des Basiselementes 1 in den Spritz- oder Druckkopf DK eingesetzt und form- oder kraftschlüssig gehalten. Das Düsenelement 2 steht von der Oberfläche des Basiselementes 1 ab. Dabei kann das Düsenelement 2 mittig im Basiselement 1 angeordnet sein, wobei die Heizelemente 4 um das Düsenelement 2 beispielsweise symmetrisch verteilt im Basiselement 1 angeordnet sind. Figur 2 zeigt schematisch einen Ablaufplan für ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils 9, insbesondere Spritzguss- oder Schaumstoffformteils, in einer Formgebungseinrichtung 6, insbesondere einer Spritzgusseinrichtung. Die Formgebungseinrichtung 6 umfasst beispielsweise den Spritz- oder Druckkopf DK oder, wie hier dargestellt, ein anderes
Ausbringungswerkzeug AW zum Ausbringen des Formteilmaterials, d. h. zum Einfüllen in die Gussform 7 und die 3D-gedruckte Gussform 7.
Die 3D-gedruckte Guss- oder Druckform 7 (im Weiteren kurz Gussform 7 genannt) wird zuvor in einer 3D-Druckeinrichtung 8, umfassend die Spritz- oder Druckkopfanordnung DA mit dem Spritz- oder Druckkopf DK, mittels eines 3D-Druckverfahrens, insbesondere mittels Schmelzschichtung oder 3D-Druckschichtung, hergestellt.
Die im 3D-Druckverfahren hergestellte, insbesondere 3D-gedruckte
Gussform 7 ist mittels der Spritz- oder Druckkopfanordnung DA mit dem Spritz- oder Druckkopf DK einfach und insbesondere innerhalb kurzer Zeit herstellbar. Dies ermöglicht in einfacher Art und Weise, dass innerhalb weniger Stunden oder Tage eine neue Gussform 7 mit geänderter
Hohlraumform HF hergestellt werden kann. Aufgrund des Spritz- oder Druckkopfes DK als Monoblock mit einsetzbaren Heizelementen 4 können verschiedene Formteile 9, insbesondere Prototypen, beispielsweise Spritzguss- oder Schaumstoffformteile, einfach und schnell innerhalb weniger Tage, insbesondere von 12 bis 20 Tagen, in der 3D-gedruckten Gussform 7 gegossen und endgeformt werden. Dies wird durch die mittels der Spritz- oder Druckkopfanordnung DA mit dem Spritz- oder Druckkopf DK erreichte besonders schnelle Herstellung verschiedener 3D-gedruckter Gussformen 7 mit verschiedenen Hohlraumformen HF erreicht.
Zur Herstellung von Formteilen 9 wird mittels eines
Ausbringungswerkzeug AW Formteilmaterial M in die 3D-gedruckte
Gussform 7 der Formgebungseinrichtung 6 eingebracht. Das
Ausbringungswerkzeug AW kann beispielsweise eine Düse oder auch der oben beschriebene Spritz- oder Druckkopf DK sein. Das Ausbringungswerk- zeug AW bringt, insbesondere spritzt, füllt oder gießt, das Formteilmaterial M in die 3D-gedruckte Gussform 7 ein. Die 3D-gedruckte Gussform 7 ist unbeheizt. Dabei wird das Formteilmaterial M zur Herstellung des
Formteils 9, zum Beispiel für einen Prototypen, bei Raumtemperatur eingebracht. Durch eine langsame Reaktivität und einen geringen Druck in der 3D-gedruckten Gussform 7 wird sichergestellt, dass die 3D-gedruckte Gussform 7 nicht beschädigt wird.
Nach der Fertigung, insbesondere dem Gießen, Spritzdruckgießen oder Pressen, des Formteilmaterials M in der 3D-gedruckten Gussform 7 wird das Formteil 9, zum Beispiel ein Schaumstoffformteil, aus der geöffneten 3D- gedruckten Gussform 7 entnommen und kann optional entsprechend endbearbeitet werden. Bezugszeichenliste
1 Basiselement
2 Düsenelement
3 Aufnahme
4 Heizelement
4.1 elektrische Leitung
5 Zuführungselement
6 Formgebungseinrichtung
7 Gussform
8 3D-Druckeinrichtung
9 Formteil AW Ausbringungswerkzeug
DA Spritz- oder Druckkopfanordnung DK Spritz- oder Druckkopf
HF Hohlraumform
M Formteilmaterial

Claims

Patentansprüche
1. Spritz- oder Druckkopf (DK), insbesondere für eine
3D-Druckeinrichtung (8),
ausgebildet als ein Monoblock.
2. Spritz- oder Druckkopf (DK) nach Anspruch 1 ,
umfassend ein Basiselement (1 ).
3. Spritz- oder Druckkopf (DK) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens ein Düsenelement (2).
4. Spritz- oder Druckkopf (DK) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere Aufnahmen (3) für ein oder mehrere
Heizelemente (4) und/oder ein oder mehrere Zuführungselemente (5).
5. Spritz- oder Druckkopf (DK) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgebildet aus einem Metall oder aus einer Metalllegierung.
6. Spritz- oder Druckkopf (DK) nach Anspruch 5,
ausgebildet aus Kupfer oder aus Eisen oder aus einer Kupfer- und/oder Eisenlegierung.
7. Spritz- oder Druckkopf (DK) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgebildet als ein Gussteil.
8. Spritz- oder Druckkopf (DK) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Basiselement (1 ), das Düsenelement (2), vier
Aufnahmen (3) für Heizelemente (4) und eine Aufnahme für ein
Zuführelement (5), und ausgebildet als Monoblock, insbesondere aus Kupfer oder aus Eisen oder aus einer Kupfer- und/oder Eisenlegierung.
9. Spritz- oder Druckkopfanordnung (DA), insbesondere für eine
3D-Druckeinrichtung (8), umfassend
- einen Spritz- oder Druckkopf (DK) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche und
- mehrere Heizelemente (4) und/oder mindestens ein
Zuführungselement (5).
10. Spritz- oder Druckkopfanordnung (DA) nach Anspruch 9,
wobei das jeweilige Heizelement (4) als eine Heizpatrone und/oder als ein Heizwiderstand ausgebildet ist.
11.Spritz- oder Druckkopfanordnung (DA) nach Anspruch 9 oder 10,
wobei das jeweilige Heizelement (4) derart ausgebildet ist, dass es eine Wärmeleistung von 20 W bis 60 W, insbesondere eine Wärmeleistung von 60 W, abgeben kann.
12. Verwendung eines Spritz- oder Druckkopfes (DK) nach einem der
Ansprüche 1 bis 8 in einer 3D-Druckeinrichtung (8) zum Ausformen einer Guss- oder Druckform (7) in einem 3D-Druckverfahren in der
3D-Druckeinrichtung (8) und Herstellen einer 3D-gedruckten Guss- oder Druckform (7).
13. Verwendung eines Spritz- oder Druckkopf (DK) nach einem der
Ansprüche 1 bis 8 in einer Formgebungseinrichtung (6) mit einer 3D- gedruckten Guss- oder Druckform (7) zur Herstellung eines Formteils (9).
PCT/EP2019/056542 2018-03-16 2019-03-15 Spritz- oder druckkopf und spritz- oder druckkopfanordnung WO2019175383A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018204078.8 2018-03-16
DE102018204078 2018-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019175383A1 true WO2019175383A1 (de) 2019-09-19

Family

ID=65802106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/056542 WO2019175383A1 (de) 2018-03-16 2019-03-15 Spritz- oder druckkopf und spritz- oder druckkopfanordnung

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019175383A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3965528A1 (de) 2020-09-08 2022-03-09 Eichenauer Heizelemente GmbH & Co. KG Druckkopf für einen 3d-drucker

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2277632A1 (de) * 2009-07-21 2011-01-26 Fundació Privada Ascamm Vorrichtung zur selektiven Ablagerung von geschmolzenen Kunststoffmaterialien
EP2905118A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-12 The Boeing Company Extrusionsvorrichtung und -verfahren
US20160031159A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Nscrypt, Inc. Method and apparatus for 3d fabrication
WO2017006324A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Something3D Ltd. Method and apparatus for three dimensional printing
US20170057168A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-02 Cosine Additive Inc. Nozzle system with monolithic nozzle head for fused filament fabrication additive manufacturing and method of manufacturing same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2277632A1 (de) * 2009-07-21 2011-01-26 Fundació Privada Ascamm Vorrichtung zur selektiven Ablagerung von geschmolzenen Kunststoffmaterialien
EP2905118A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-12 The Boeing Company Extrusionsvorrichtung und -verfahren
US20160031159A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Nscrypt, Inc. Method and apparatus for 3d fabrication
WO2017006324A1 (en) * 2015-07-09 2017-01-12 Something3D Ltd. Method and apparatus for three dimensional printing
US20170057168A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-02 Cosine Additive Inc. Nozzle system with monolithic nozzle head for fused filament fabrication additive manufacturing and method of manufacturing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3965528A1 (de) 2020-09-08 2022-03-09 Eichenauer Heizelemente GmbH & Co. KG Druckkopf für einen 3d-drucker
DE102020123383A1 (de) 2020-09-08 2022-03-10 Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg Druckkopf für einen 3D-Drucker

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69910384T2 (de) Verfahren zur herstellung von feuerfesten formkörpern
EP0909234B1 (de) Verfahren zum erzeugen eines dreidimensionalen körpers
DE102013203374A1 (de) Additive fertigungstechnologien zum erzeugen von formen für matrizenkomponenten
EP2502730A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Bauteils in Schichtbauweise
WO2009024258A1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils sowie verwendung des nach dem verfahren hergestellten bauteils
DE102009028105A1 (de) Generatives Verfahren zur Serienfertigung von metallischen Bauteilen
DE102013203372A1 (de) Formkernpaket zum formen eines powder-slush-formwerkzeugs
DE102012016309A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kernschicht eines Leichtbauelementes sowie Leichtbauelement
EP3231572B1 (de) Werkzeug und verfahren zur herstellung eines schaumkörpers, sowie schaumstoffkörper
EP2860020B1 (de) Verfahren zur herstellung eines dreidimensionalen gegenstands sowie zugehöriger gegenstand
EP3715022B1 (de) Verfahren zur addivitven fertigung eines bauteils
DE102017221687A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur generativen Fertigung eines Werkstücks durch Schmelzschichtung mit struktureller Verstärkung durch lokales Stanzen und Verdichten der Schichten
DE102010046580A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen, Reparieren und/oder Austauschen eines Bauteils mittels eines durch Energiestrahlung verfestigbaren Pulvers, sowie ein Verfahren und ein gemäß dem Verfahren hergestellten Bauteils
DE102014104680A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Bauteils
WO2019175383A1 (de) Spritz- oder druckkopf und spritz- oder druckkopfanordnung
EP1181143A1 (de) Verfahren zum herstellen von kunststoffteilen mit aufgeprägter struktur und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102014221423A1 (de) Verfahren zur Herstellung großer Warmumformwerkzeuge mittels eines generativen Fertigungsverfahrens
DE102018209239A1 (de) Fertigungsverfahren für ein formgebendes Werkzeugteil eines Presshärtwerkzeugs
DE102017118960B4 (de) Schäumwerkzeug
EP2602049B1 (de) Werkzeuge in Hybridbauweise
EP0908286A1 (de) Form zum Herstellen eines Partikelschaumstoff-Formkörpers und Verfahren zur Herstellung eines solchen Werkzeuges
DE102014119736A1 (de) Gussform und Verfahren zu deren Herstellung sowie Verfahren zur Herstellung von Gussteilen
EP3012083B1 (de) Verfahren und werkzeug zur herstellung eines bauteils, bauteil
EP2860021A1 (de) Dreidimensionaler Gegenstand mit wenigstens einer einen Innenraum umgebenden Wandung
DE102021119829A1 (de) Heißkanaldüse

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: 19711348

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: 19711348

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1