WO2020007831A1 - Apparatus for homogenizing resin formulations - Google Patents

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WO2020007831A1
WO2020007831A1 PCT/EP2019/067689 EP2019067689W WO2020007831A1 WO 2020007831 A1 WO2020007831 A1 WO 2020007831A1 EP 2019067689 W EP2019067689 W EP 2019067689W WO 2020007831 A1 WO2020007831 A1 WO 2020007831A1
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WO
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resin formulation
holder
drive shaft
resin
container
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Application number
PCT/EP2019/067689
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jens TRÄGER
Britta MEISTER-PETUKER
Original Assignee
Mühlbauer Technology Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/20—Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes
    • B01F31/22—Mixing the contents of independent containers, e.g. test tubes with supporting means moving in a horizontal plane, e.g. describing an orbital path for moving the containers about an axis which intersects the receptacle axis at an angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/80—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations
    • B01F31/86—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations with vibration of the receptacle or part of it

Definitions

  • the invention relates to a device for homogenizing resin formulations, in particular for 3D printing, and the use of a corresponding device for homogenizing resin formulations, in particular in connection with 3D printing.
  • 3D printing methods are known for creating objects based on computer models, with which material is applied and solidified layer by layer, so that the desired object is present at the end of the printing process.
  • Some of the printing processes use liquid resin mixtures which contain solids and which can be selectively cured by exposure as the starting material.
  • These printing processes include stereolithography (SLA) and digital light processing (DLP), which are used, for example, in the manufacture of dental parts.
  • the resin mixtures are available in different colors and are regularly filled in 0.5 or 1 liter bottles. They are filled into a 3D printer as needed and used in a known manner to create objects based on a three-dimensional computer model, for example a dental part.
  • the resin mixture used by the printer is as homogeneous as possible. Due to the solids contained in the resin mixtures, sedimentation of the solids occurs regularly. Known approaches to prevent or at least delay the sedimentation of the resin mixture cannot be used here, since the resin mixture could then no longer be used in the printers currently available on the market due to the necessary change in the formulation. For example, a change in the rheology with regard to the resting structure of the resin mixture is fundamentally not possible, since this would also lead to a change in the yield point that is unsuitable for 3D printing.
  • the viscosity of the resin mixture for the printing processes mentioned above must also be kept in a relatively narrow range, so that an increase in viscosity is generally not an option. In most cases, it is usually not possible to adjust the density of the resin mixture and solids.
  • the company Nextdent BV, Soesterberg, NL has introduced the mixer "LC-3DMixer", with which the resin mixtures in the bottles can be homogenized according to the principle of a roller block.
  • LC-3DMixer In order to mix the resin mixtures sufficiently, a processing time of two and a half or one hour is prescribed, depending on the application, so that a short-term homogenization of a resin mixture for immediate use is not possible.
  • the object of the present invention is to provide a device and a use of this device with which a reproducible homogenization of a resin formulation for 3D printing is possible in a short time.
  • the invention relates to a device for homogenizing resin formulations for 3D printing comprising a holder for receiving a resin formulation container with a capacity of at least 500 ml, the holder tion being so eccentrically connected to a vertical drive shaft that the holder during rotation of the Drive shaft in a circular movement around the axis of the drive shaft oscillates, the holder being moved at high speed in a circular path without a resin formulation container accommodated therein itself rotating.
  • the invention further relates to a use of the device according to the invention for homogenizing a resin formulation in a resin formulation container, the resin formulation container with the resin formulation contained therein being inserted into the holder of the device and then being oscillated in a circular movement about the axis of the drive shaft.
  • the invention has recognized that for the homogenization of resin formulations for 3D printing in the resin formulation, in which they are also stored, a mixture according to the vortex principle, which consists of vortex mixers for mixing solutions in reaction vessels, such as test tubes, Eppendorf cups or microtiter plates from biological and biochemical laboratories is known, is advantageous.
  • the container filled with the solution to be mixed is moved in a circular path at high speed without the container itself rotating. Since the vessels that can be used with known pre-mixers like only a little Fassungsver and thus have only a low weight even when completely filled, only a circular oscillating plate is often provided, to which the corresponding vessels are stopped by hand.
  • the vortex mixers developed for laboratories are unsuitable for the homogenization of resin formulations, which are usually only available in resin formulation containers with a capacity of 500 ml or more, and the required mixing time.
  • the device according to the invention has a holder for holding such a resin formulation container with a capacity of 500 ml or more and thus enables the resin formulation contained therein to be homogenized.
  • the holder which can accommodate a resin formulation container at least sufficiently securely that no further attachment of the received resin formulation container or retention is required, even when the device is in operation, is connected eccentrically to a vertical drive shaft such that the holder rotates At the drive shaft oscillates in a circular motion around the axis of the drive shaft.
  • an ultrasonic transmitter for introducing vibrations of the holder and / or the drive shaft is provided in the direction of the axis of the drive shaft.
  • the resin formulation contained in the resin formulation container can not only oscillate in a circular manner by means of an appropriate ultrasound generator, but can also be vibrated in the vertical direction at a frequency in the ultrasound range. In this way, in particular solids contents in the resin formulation can be distributed even better.
  • the device has a tempering device for tempering a resin formulation container taken.
  • the temperature control device preferably has a temperature sensor for determining the temperature of the resin formulation and / or the resin formulation container. With the aid of the temperature sensor, compliance with a target temperature can be ensured in a known manner by regulating the temperature control device on the basis of the deviation from the target temperature and the actual temperature detected by the temperature sensor.
  • the preferred temperature for homogenization can be different for each resin formulation. In general, however, it is above normal room temperatures, so that it may be sufficient if the tempering device for heating the resin formulation or the resin formulation container is formed.
  • the holder In order to ensure the desired secure reception of the resin formulation container, it is preferred if the holder is designed in the form of a cup for the partial reception of a resin formulation container.
  • clamping elements can be provided for a non-positive connection with the resin formulation container.
  • the clamping elements can, for example, be elastically deformable clamps directed inward.
  • the holder In order to be able to use the device with different shapes and configurations of resin formulation containers, it is preferred if the holder is designed to be exchangeable. It is then possible to provide different holders for different resin formulation containers and to use them if necessary.
  • the device can have a programmable logic control unit for controlling the rotation of the drive shaft, the ultrasonic transducer and / or the temperature control device.
  • the control unit is then programmable such that the operating parameters of the device are adapted to the resin formulation to be homogenized. It is particularly preferred if the control unit has a detection unit, preferably an RFID reader or an optical reader, such as a barcode scanner, for detecting an identifier of a resin formulation container inserted into the receptacle or to be inserted after detection, and is designed to to load and execute a homogenization program from the memory as a function of the detected identifier. If a corresponding identifier of the resin formulation container is detected, the suitable operating parameters for homogenizing the resin formulation contained therein can then be loaded from the memory, thus eliminating the need for manual programming.
  • the device has an ultrasonic transmitter and / or a temperature control unit, it is basically possible to activate it at the same time as the drive shaft rotates. But it is also possible to operate them in accordance with a predetermined homogenization program in succession and / or only partially at the same time. For example, it is conceivable to first heat a resin formulation to a desired target temperature and / or possibly to loosen existing sediments by activating the ultrasonic generator before the drive shaft is rotated.
  • the homogenization program can be selected and executed, for example, via an identifier of a homogenization container.
  • the rotation of the drive axle with a rotation speed of 500 to 4000 rpm, preferably from 1000 to 3500 rpm and / or is limited to a time duration of a maximum of 10 minutes, preferably of a maximum of 5 minutes is. It is further preferred if the temperature control device heats the resin formulation and / or the resin formulation container to a predetermined target temperature, preferably 25 ° C or 35 ° C.
  • the device may further comprise a fill level sensor for detecting the amount of the resin formulation in a resin formulation container used in the receptacle.
  • the filling quantity sensor can be designed to determine the filling quantity by the weight of a resin formulation container inserted into the receptacle.
  • the fill level can be determined, for example, from the difference between the measured weight and the weight of the empty resin formulation container, a standard value for the weight of the empty resin formulation container, a value specified by the user or an assigned value based on the detection unit of the resin formulation container Value can be used.
  • the filling quantity sensor can be designed as a filling level sensor.
  • the fill level of the resin formulation in the resin formulation container can be determined optically.
  • the fill level sensor comprises an ultrasound sensor which determines the fill level on the basis of the transit times of ultrasonic waves introduced into the resin formulation. The ultrasound waves in question can - if this is designed as a transceiver - from the Ultra
  • the wall of the resin formulation container in the state inserted into the receptacle must be permeable to the ultrasound waves at least in the area of the ultrasound sensor so that the fill level of the resin formulation located therein can be detected. If this is not the case, only the fill level cannot be determined automatically, while the other functions of the device are still fully available. In this case, a standard value can be used or the user can be asked to enter an approximate level, which the homogenization process is based on.
  • the determined or predefined fill level is taken into account by the control unit when selecting a stored homogenization program or a stored homogenization program is adapted by the control unit according to the fill level. For example, depending on the level, especially when the level is low, the proportion of vertical vibrations can be increased. As a result, good homogenization of the resin formulation can be ensured even with partially emptied resin formulation containers.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment example of a device according to the invention.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention for homogenizing resin formulations for 3D printing.
  • the device comprises a cup-shaped holder 2, into which a resin formulation container 20, in this case a 1 liter bottle, can be inserted.
  • a resin formulation container 20 in this case a 1 liter bottle
  • parts of the outer wall of the bracket 2 are formed as inwardly directed clamps 3, the elastically yielding the resin formulation container 20 secure non-positively in the bracket 20.
  • the bracket 2 is eccentrically connected to the vertically aligned drive shaft 4.
  • the actual Wel le 5 which also forms the axis 4 'of the drive shaft, on the bracket 2 facing end of a boom 6, on which the bracket 2 is attached via a central pin 7 via a La ger 8.
  • the pin 7 and thus the holder 2 describe a circular movement, the holder 2 being fundamentally not set in rotation itself due to the bearing 8.
  • a guide pin 10 arranged thereon is guided in an elongated guide 11 in the housing 12 of the device 1.
  • an ultrasonic transmitter 13 is integrated with which the holder 2 can be set in vertical vibration.
  • a hot plate is arranged as a temperature control unit 14 for the resin formulation container 20 and thus the resin formulation contained therein, which continues a temperature sensor 15 for detecting the temperature of the resin formulation container 20.
  • a filling quantity sensor 19 is integrated in the temperature control unit 14.
  • the filling quantity sensor 19 is designed as an ultrasonic sensor, more precisely as an ultrasonic transceiver, which can introduce ultrasonic waves through the wall of the resin formulation container 20 into the resin formulation and can measure the transit time of the ultrasonic waves reflected on the surface of the resin formulation.
  • the fill level of the resin formulation in the resin formulation container 20 results from this runtime, which directly reflects the fill quantity.
  • the drive unit 9, the ultrasonic transmitter 13 and the temperature control unit 14 are connected via control lines (not shown) to the programmable logic control unit 16 and are controlled by the latter.
  • the filling quantity sensor 19 is also connected to the control unit 16 via a data line (not shown) in order to transmit the determined filling quantity to the control unit 16.
  • the control unit 16 furthermore has an RFID reading module 17 and a memory 18. Various homogenization programs are stored in the memory 18.
  • the control unit 16 is designed to read an RFID chip 21 arranged on the resin formulation container 20 when inserting a resin formulation container 20 into the holder 2.
  • An identifier is stored on the RFID chip 21, which identifies the resin formulation contained in the resin formulation container 20.
  • the filling quantity in the resin formulation container 20 is determined via the filling quantity sensor 19, the correction factors for the filling quantity, for example the wall thickness or the shape of the filling quantity, which may be stored in the memory 18, being determined using the identifier read out via the RFID chip 21 Map the receiving space of the resin formulation container 20, be drawn here in order to derive the filling quantity as exactly as possible from the filling level originally determined with the filling quantity sensor 19.
  • the control unit 16 then checks whether a suitable ge for the read out identifier and / or the determined fill quantity is stored in the homogenization program and then controls the drive unit 9, the ultrasonic transmitter 13 and the temperature control unit 14 according to the loaded homogenization program, which is a ensures sufficient homogenization of the resin formulation contained in the resin formulation container 20 tion.
  • Different homogenization programs can be stored for different fill quantities, or a homogenization program stored for a specific identifier can be adapted to the determined fill quantity as a parameter via the fill quantity.
  • the resin formulation container 20 should first be heated to 25 ° C. before the drive unit 9, the drive shaft is operated at 2500 rpm with simultaneous activation of the ultrasound converter 13 for 5 minutes.
  • the temperature control unit 14 is activated until the target temperature is reached.
  • the temperature control unit 14 is deactivated and the drive unit 9 with the desired number of revolutions as well as the ultrasonic transducer 13 are activated.
  • control unit 16 Five-minute timer. After the timer expires, drive unit 9 and ultrasonic transducer 13 are deactivated.
  • the resin formulation container 20 at this time contains fully homogenized resin formulation.
  • the resin formulation container 20 can then be removed and the resin formulation contained therein can be fed in the usual way to a 3D printer (not shown), for example for producing a valley part.

Abstract

The invention relates to an apparatus (1) for homogenizing resin formulations, in particular for 3D printing, and to the use of a corresponding apparatus (1) for homogenizing resin formulations, in particular in connection with 3D printing. The apparatus (1) comprises a holder (2) for securely receiving a resin formulation container (2) having a capacity of at least 500 ml, wherein the holder (2) is eccentrically connected to a drive shaft (4) such that the holder (2) oscillates about the axis (4') of the drive shaft (4) in a circular motion during rotation of the drive shaft (4), the holder (2) being moved in a circular path at high speed, without a resin formulation container (20) received therein itself rotating. In order to use a corresponding apparatus (1), a resin formulation container (20) having the resin formulation contained therein is inserted into the holder (2) of the device (1) and then oscillates in a circular motion about the axis (4') of the drive shaft (4).

Description

Vorrichtung zur Homogenisierung von  Device for homogenizing
Harzformulierungen  resin formulations
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Harzformulierungen, insbesondere für den 3D-Druck, sowie die Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung zur Homogeni sierung von Harzformulierungen, insbesondere in Zusammenhang mit 3D-Druck. The invention relates to a device for homogenizing resin formulations, in particular for 3D printing, and the use of a corresponding device for homogenizing resin formulations, in particular in connection with 3D printing.
Zur Erstellung von Gegenständen auf Basis von Computermodellen sind verschiedene 3D-Druckverfahren bekannt, mit denen Materi al Schicht für Schicht aufgetragen und verfestigt wird, sodass am Ende des Druckvorgangs der gewünschte Gegenstand vorliegt. Ein Teil der Druckverfahren verwendet als Ausgangsmaterial flüssige Harzmischungen, die Feststoffe enthalten und die durch Belichtung selektiv gehärtet werden können. Zu diesen Druckverfahren gehören die Stereolithografie (SLA) und das Di gital Light Processing (DLP) , die bspw. in der Herstellung von Dentalteilen zum Einsatz kommen. Various 3D printing methods are known for creating objects based on computer models, with which material is applied and solidified layer by layer, so that the desired object is present at the end of the printing process. Some of the printing processes use liquid resin mixtures which contain solids and which can be selectively cured by exposure as the starting material. These printing processes include stereolithography (SLA) and digital light processing (DLP), which are used, for example, in the manufacture of dental parts.
Die Harzmischungen sind in unterschiedlichen Farben erhältlich und regelmäßig in 0,5 oder 1 Liter Flaschen abgefüllt. Sie werden je nach Bedarf in einen 3D-Drucker eingefüllt und von diesem zur Erstellung von Gegenständen auf Basis eines dreidi mensionalen Computermodells, bspw. eines Dentalteils, auf be kannte Art und Weise verbraucht. The resin mixtures are available in different colors and are regularly filled in 0.5 or 1 liter bottles. They are filled into a 3D printer as needed and used in a known manner to create objects based on a three-dimensional computer model, for example a dental part.
Für einen qualitativ hochwertigen 3D-Druck ist es erforder lich, dass die vom Drucker verwendete Harzmischung möglichst homogen ist. Aufgrund der in den Harzmischungen enthaltenen Feststoffe tritt aber regelmäßig Sedimentation der Feststoffe auf . Bekannte Ansätze, die Sedimentation der Harzmischung zu ver hindern oder zumindest zu verzögern, können hierbei nicht an gewendet werden, da sich die Harzmischung aufgrund der dafür erforderlichen Veränderung der Formulierung dann nicht mehr in den derzeit am Markt verfügbaren Druckern verwenden ließe. Beispielsweise ist eine Veränderung der Rheologie im Hinblick auf die Ruhestruktur der Harzmischung grundsätzlich nicht mög lich, da dies zu einer für den 3D-Druck ungeeigneten Verände rung auch der Fließgrenze führen würde. Auch muss die Viskosi tät der Harzmischung für die oben genannten Druckverfahren in einem relativ engen Bereich gehalten werden, sodass generell eine Viskositätserhöhung nicht in Betracht kommt. In den meis ten Fällen ist auch eine Angleichung der Dichte von Harzmi schung und Feststoff regelmäßig nicht möglich. For high quality 3D printing it is necessary that the resin mixture used by the printer is as homogeneous as possible. Due to the solids contained in the resin mixtures, sedimentation of the solids occurs regularly. Known approaches to prevent or at least delay the sedimentation of the resin mixture cannot be used here, since the resin mixture could then no longer be used in the printers currently available on the market due to the necessary change in the formulation. For example, a change in the rheology with regard to the resting structure of the resin mixture is fundamentally not possible, since this would also lead to a change in the yield point that is unsuitable for 3D printing. The viscosity of the resin mixture for the printing processes mentioned above must also be kept in a relatively narrow range, so that an increase in viscosity is generally not an option. In most cases, it is usually not possible to adjust the density of the resin mixture and solids.
Da die Sedimentation der Feststoffe in der Harzmischung durch eine Veränderung der Harzmischung nicht verhindert werden kann, wird ein Anwender derzeit angehalten, die Flaschen mit der Harzmischung vor dem Einfüllen in den Drucker für mehrere Minuten gut zu schütteln. Dabei ist es aber regelmäßig nicht möglich, eine reproduzierbare und in jedem Fall ausreichende Homogenisierung der Harzmischung sicherzustellen. Auch sind die für eine ausreichende Homogenisierung erforderlichen Since the sedimentation of the solids in the resin mixture cannot be prevented by changing the resin mixture, a user is currently encouraged to shake the bottles with the resin mixture well for several minutes before filling it into the printer. However, it is usually not possible to ensure reproducible and in any case sufficient homogenization of the resin mixture. They are also necessary for adequate homogenization
Schüttelzeiten bei Harzmischung aus dem Stand der Technik der art lang, dass deren genaue Einhaltung mehr als fraglich ist. Da die Flaschen nahezu zwingend lichtundurchlässig und damit undurchsichtig sein müssen, um ein verfrühtes Aushärten der Harzmischung durch Lichteinfall zu vermeiden, ist weiterhin eine visuelle Kontrolle, ob die Flasche bereits ausreichend geschüttelt wurde, nicht möglich. Shaking times for resin mixtures from the state of the art of art lang that their exact compliance is more than questionable. Since the bottles have to be almost impervious to light and therefore opaque in order to avoid premature curing of the resin mixture by incidence of light, it is still not possible to visually check whether the bottle has already been shaken sufficiently.
Es hat sich gezeigt, dass bei von Hand zu schüttelnden Fla schen mit Harzmischungen für den 3D-Druck regelmäßig keine gleichbleibende Qualität der Druck-Erzeugnisse sichergestellt werden kann, da die Materialeigenschaften des letztendlichen Druck-Erzeugnisses stark von dem ausreichenden Schütteln der Flaschen abhängt. Insbesondere beim Druck von Dentalteilen sind entsprechende Schwankungen in den Materialeigenschaften, die letztendlich die Qualität des Dentalteils wesentlich mit bestimmen, häufig nicht akzeptabel. It has been shown that hand-shaking bottles with resin mixtures for 3D printing do not regularly ensure the quality of the printed products can be, since the material properties of the final printed product strongly depend on the sufficient shaking of the bottles. In particular when printing dental parts, corresponding fluctuations in the material properties, which ultimately ultimately determine the quality of the dental part, are often not acceptable.
Um auf das manuelle Schütteln der Flaschen mit Harzmischungen verzichten zu können, hat die Firma Nextdent B.V., Soester- berg, NL den Mixer „LC-3DMixer" vorgestellt, mit dem die Harz mischungen in den Flaschen nach dem Prinzip eines Rollenbocks homogenisiert werden können. Zum ausreichenden Durchmischen der Harzmischungen wird dabei - je nach Anwendungsfall - eine Bearbeitungszeit von zweieinhalb oder einer Stunde vorge schrieben, sodass eine kurzfristige Homogenisierung einer Harzmischung zur unmittelbaren Verwendung nicht möglich ist. In order to avoid manual shaking of the bottles with resin mixtures, the company Nextdent BV, Soesterberg, NL has introduced the mixer "LC-3DMixer", with which the resin mixtures in the bottles can be homogenized according to the principle of a roller block. In order to mix the resin mixtures sufficiently, a processing time of two and a half or one hour is prescribed, depending on the application, so that a short-term homogenization of a resin mixture for immediate use is not possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie eine Verwendung dieser Vorrichtung zu schaffen, mit de nen eine reproduzierbare Homogenisierung einer Harzformulie rung für den 3D-Druck in kurzer Zeit möglich ist. The object of the present invention is to provide a device and a use of this device with which a reproducible homogenization of a resin formulation for 3D printing is possible in a short time.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch, sowie eine Verwendung dieser Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 7. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a device according to the main claim and a use of this device according to the independent claim 7. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.
Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Homogeni sierung von Harzformulierungen für den 3D-Druck umfassend eine Halterung zur Aufnahme eines Harzformulierungsbehälters mit einem Fassungsvermögen von wenigstens 500 ml, wobei die Halte rung derart exzentrisch mit einer vertikalen Antriebswelle verbunden ist, dass die Halterung bei Rotation der Antriebs welle in einer kreisförmigen Bewegung um die Achse der An- triebswelle oszilliert, wobei die Halterung mit hoher Ge schwindigkeit in einer Kreisbahn bewegt wird, ohne dass ein darin aufgenommener Harzformulierungsbehälter selbst rotiert. Accordingly, the invention relates to a device for homogenizing resin formulations for 3D printing comprising a holder for receiving a resin formulation container with a capacity of at least 500 ml, the holder tion being so eccentrically connected to a vertical drive shaft that the holder during rotation of the Drive shaft in a circular movement around the axis of the drive shaft oscillates, the holder being moved at high speed in a circular path without a resin formulation container accommodated therein itself rotating.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Homogenisierung einer Harzformu lierung in einem Harzformulierungsbehälter, wobei der Harzfor mulierungsbehälter mit der darin enthaltenen Harzformulierung in die Halterung der Vorrichtung eingesetzt und anschließend in einer kreisförmigen Bewegung um die Achse der Antriebswelle oszilliert wird. The invention further relates to a use of the device according to the invention for homogenizing a resin formulation in a resin formulation container, the resin formulation container with the resin formulation contained therein being inserted into the holder of the device and then being oscillated in a circular movement about the axis of the drive shaft.
Die Erfindung hat erkannt, dass für die Homogenisierung von Harzformulierungen für den 3D-Druck in den Harzformulierungs behältern, in denen sie auch gelagert werden, eine Durchmi schung nach dem Vortexprinzip, welches von Vortexmischern zum Durchmischen von Lösungen in Reaktionsgefäßen, wie Reagenzglä sern, Eppendorfcups oder Mikrotiterplatten aus biologischen und biochemischen Laboratorien bekannt ist, vorteilhaft ist. Bei dem erstmals in US 3,061,280 beschriebenen Prinzip wird der mit der zu durchmischenden Lösung gefüllte Behälter mit hoher Geschwindigkeit in einer Kreisbahn bewegt, ohne dass da bei der Behälter selbst rotiert. Da die mit bekannten Vor texmischern verwendbaren Gefäße nur ein geringes Fassungsver mögen und somit auch bei vollständiger Befüllung nur ein ge ringes Gewicht aufweisen, ist vielfach lediglich eine kreis förmig oszillierende Platte vorgesehen, an welche die entspre chenden Gefäße per Hand angehalten werden. The invention has recognized that for the homogenization of resin formulations for 3D printing in the resin formulation, in which they are also stored, a mixture according to the vortex principle, which consists of vortex mixers for mixing solutions in reaction vessels, such as test tubes, Eppendorf cups or microtiter plates from biological and biochemical laboratories is known, is advantageous. In the principle described for the first time in US Pat. No. 3,061,280, the container filled with the solution to be mixed is moved in a circular path at high speed without the container itself rotating. Since the vessels that can be used with known pre-mixers like only a little Fassungsver and thus have only a low weight even when completely filled, only a circular oscillating plate is often provided, to which the corresponding vessels are stopped by hand.
Die für Laboratorien entwickelten Vortexmischer sind für die Homogenisierung von Harzformulierungen, die regelmäßig nur in Harzformulierungsbehältern mit 500 ml oder mehr Fassungsvermö gen vorliegen, und der erforderlichen Mischdauer jedoch unge eignet . Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hingegen eine Halterung zur Aufnahme eines eben solchen Harzformulierungsbehälters mit 500 ml oder mehr Fassungsvermögen auf und ermöglicht so die Homogenisierung einer darin enthaltenen Harzformulierung. The vortex mixers developed for laboratories are unsuitable for the homogenization of resin formulations, which are usually only available in resin formulation containers with a capacity of 500 ml or more, and the required mixing time. The device according to the invention, on the other hand, has a holder for holding such a resin formulation container with a capacity of 500 ml or more and thus enables the resin formulation contained therein to be homogenized.
Die Halterung, welche einen Harzformulierungsbehälter wenigs tens so ausreichend sicher aufnehmen kann, dass auch beim Be trieb der Vorrichtung keine weitere Befestigung des aufgenom menen Harzformulierungsbehälters oder ein Festhalten erforder lich ist, ist exzentrisch derart mit einer vertikalen An triebswelle verbunden, dass die Halterung bei Rotation der An triebswelle in einer kreisförmigen Bewegung um die Achse der Antriebswelle oszilliert. Indem die Halterung und damit der darin aufgenommene Harzformulierungsbehälter „oszilliert", kommt zum Ausdruck, dass eine Rotation der Halterung und des Harzformulierungsbehälters nicht vorgesehen ist. The holder, which can accommodate a resin formulation container at least sufficiently securely that no further attachment of the received resin formulation container or retention is required, even when the device is in operation, is connected eccentrically to a vertical drive shaft such that the holder rotates At the drive shaft oscillates in a circular motion around the axis of the drive shaft. By "oscillating" the holder and thus the resin formulation container accommodated therein, it is expressed that rotation of the holder and the resin formulation container is not provided.
Durch die beschriebene kreisförmige Oszillation ist bereits eine gute Homogenisierung einer Harzformulierung in kurzer Zeit möglich. Um eine gewünschte Homogenisierung noch zügiger zu erreichen, ist bevorzugt, wenn ein Ultraschallgeber zur Einbringung von Vibrationen der Halterung und/oder der An triebswelle in Richtung der Achse der Antriebswelle vorgesehen ist. Durch einen entsprechenden Ultraschallgeber kann die in dem Harzformulierungsbehälter enthaltene Harzformulierung nicht nur kreisförmig oszilliert, sondern zusätzlich auch in vertikaler Richtung mit einer Frequenz im Ultraschallbereich vibriert werden. Dadurch können insbesondere Feststoffanteile in der Harzformulierung noch besser verteilt werden. With the circular oscillation described, a good homogenization of a resin formulation is already possible in a short time. In order to achieve a desired homogenization even faster, it is preferred if an ultrasonic transmitter for introducing vibrations of the holder and / or the drive shaft is provided in the direction of the axis of the drive shaft. The resin formulation contained in the resin formulation container can not only oscillate in a circular manner by means of an appropriate ultrasound generator, but can also be vibrated in the vertical direction at a frequency in the ultrasound range. In this way, in particular solids contents in the resin formulation can be distributed even better.
Es hat sich gezeigt, dass für eine zügige Homogenisierung die Temperatur der Harzformulierung eine nicht unwesentliche Rolle spielt. Es ist daher bevorzugt, wenn die Vorrichtung eine Tem- perier-Einrichtung zum Temperieren eines in die Halterung auf- genommenen Harzformulierungsbehälters aufweist. Weiter bevor zugt weist die Temperier-Einrichtung einen Temperaturfühler zur Ermittlung der Temperatur der Harzformulierung und/oder des Harzformulierungsbehälters auf. Mithilfe des Temperatur fühlers kann auf bekannte Art und Weise die Einhaltung einer Solltemperatur sichergestellt werden, indem die Temperier- Einrichtung anhand der Abweichung von Soll-Temperatur und durch den Temperaturfühler erfassten Ist-Temperatur geregelt wird. Die für die Homogenisierung bevorzugte Temperatur kann für jede Harzformulierung unterschiedlich sein. In der Regel liegt sie aber oberhalb üblicher Raumtemperaturen, sodass es ausreichend sein kann, wenn die Temperier-Einrichtung zum Er wärmen der Harzformulierung bzw. des Harzformulierungsbehäl ters ausgebildet ist. It has been shown that the temperature of the resin formulation plays a not insignificant role for rapid homogenization. It is therefore preferred if the device has a tempering device for tempering a resin formulation container taken. Furthermore, the temperature control device preferably has a temperature sensor for determining the temperature of the resin formulation and / or the resin formulation container. With the aid of the temperature sensor, compliance with a target temperature can be ensured in a known manner by regulating the temperature control device on the basis of the deviation from the target temperature and the actual temperature detected by the temperature sensor. The preferred temperature for homogenization can be different for each resin formulation. In general, however, it is above normal room temperatures, so that it may be sufficient if the tempering device for heating the resin formulation or the resin formulation container is formed.
Um die gewünschte sichere Aufnahme des Harzformulierungsbehäl ters sicherzustellen, ist es bevorzugt, wenn die Halterung be cherförmig zur teilweisen Aufnahme eines Harzformulierungsbe hälters ausgestaltet ist. Um die Sicherheit der Aufnahme noch weiter zu erhöhen, können Klemmelemente für eine Kraftschluss- verbindung mit dem Harzformulierungsbehälter vorgesehen sein. Bei den Klemmelementen kann es sich bspw. um nach innen ge richtete elastisch verformbare Klemmen handeln. In order to ensure the desired secure reception of the resin formulation container, it is preferred if the holder is designed in the form of a cup for the partial reception of a resin formulation container. In order to further increase the security of the receptacle, clamping elements can be provided for a non-positive connection with the resin formulation container. The clamping elements can, for example, be elastically deformable clamps directed inward.
Um die Vorrichtung mit verschiedenen Formen und Ausgestaltun gen von Harzformulierungsbehältern verwenden zu können, ist bevorzugt, wenn die Halterung auswechselbar ausgestaltet ist. Es ist dann möglich, unterschiedliche Halterungen für unter schiedliche Harzformulierungsbehälter bereitzustellen und bei Bedarf zu verwenden. In order to be able to use the device with different shapes and configurations of resin formulation containers, it is preferred if the holder is designed to be exchangeable. It is then possible to provide different holders for different resin formulation containers and to use them if necessary.
Die Vorrichtung kann eine speicherprogrammierbare Steuerungs einheit zur Steuerung der Rotation der Antriebswelle, dem Ult raschallgeber und/oder der Temperier-Einrichtung aufweisen. Die Steuerungseinheit ist dann so programmierbar, dass die Be triebsparameter der Vorrichtung an die zu homogenisierende Harzformulierung angepasst sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Steuerungseinheit eine Erfassungseinheit, vorzugswei se ein RFID-Lesegerät oder ein optisches Lesegerät, wie einen Barcode-Scanner, zum Erfassen einer Kennung eines in die Auf nahme eingesetzten oder nach Erfassung einzusetzenden Harzfor mulierungsbehälters aufweist und dazu ausgebildet ist, in Ab hängigkeit der erfassten Kennung ein Homogenisierungsprogramm aus dem Speicher zu laden und auszuführen. Wird eine entspre chende Kennung des Harzformulierungsbehälters erfasst, können daraufhin die geeigneten Betriebsparameter zur Homogenisierung der darin enthaltenen Harzformulierung aus dem Speicher gela den werden, womit eine evtl, erforderliche manuelle Program mierung entfallen kann. The device can have a programmable logic control unit for controlling the rotation of the drive shaft, the ultrasonic transducer and / or the temperature control device. The control unit is then programmable such that the operating parameters of the device are adapted to the resin formulation to be homogenized. It is particularly preferred if the control unit has a detection unit, preferably an RFID reader or an optical reader, such as a barcode scanner, for detecting an identifier of a resin formulation container inserted into the receptacle or to be inserted after detection, and is designed to to load and execute a homogenization program from the memory as a function of the detected identifier. If a corresponding identifier of the resin formulation container is detected, the suitable operating parameters for homogenizing the resin formulation contained therein can then be loaded from the memory, thus eliminating the need for manual programming.
Zur grundsätzlichen Erläuterung der erfindungsgemäßen Verwen dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf die vorstehen den Ausführungen verwiesen. For a basic explanation of the use of the device according to the invention, reference is made to the above statements.
Verfügt die Vorrichtung über Ultraschallgeber und/oder eine Temperier-Einheit ist es grundsätzlich möglich, diese gleich zeitig mit der Rotation der Antriebswelle zu aktivieren. Es ist aber auch möglich, diese gemäß einem vorgegebenen Homoge nisierungsprogramm nacheinander und/oder nur teilweise gleich zeitig zu betreiben. So ist bspw. denkbar, eine Harzformulie rung erst auf eine gewünschte Soll-Temperatur zu erwärmen und/oder evtl, vorhandene Sedimente durch Aktivierung des Ult raschallgebers aufzulockern, bevor die Antriebswelle rotiert wird. Das Homogenisierungsprogramm kann bspw. über eine er fasste Kennung eines Homogenisierungsbehälters ausgewählt und ausgeführt werden. Es ist bevorzugt, wenn die Rotation der Antriebsachse mit ei ner Rotationsgeschwindigkeit von 500 bis 4000 U/min, vorzugs weise von 1000 bis 3500 U/min beträgt und/oder auf eine Zeit dauer von maximal 10 Minuten, vorzugsweise von maximal 5 Minu ten begrenzt ist. Weiter bevorzugt ist es, wenn die Temperier- Einrichtung die Harzformulierung und/oder den Harzformulie rungsbehälter auf eine vorgegebene Solltemperatur, vorzugswei se auf 25 °C oder 35 °C, erwärmt. If the device has an ultrasonic transmitter and / or a temperature control unit, it is basically possible to activate it at the same time as the drive shaft rotates. But it is also possible to operate them in accordance with a predetermined homogenization program in succession and / or only partially at the same time. For example, it is conceivable to first heat a resin formulation to a desired target temperature and / or possibly to loosen existing sediments by activating the ultrasonic generator before the drive shaft is rotated. The homogenization program can be selected and executed, for example, via an identifier of a homogenization container. It is preferred if the rotation of the drive axle with a rotation speed of 500 to 4000 rpm, preferably from 1000 to 3500 rpm and / or is limited to a time duration of a maximum of 10 minutes, preferably of a maximum of 5 minutes is. It is further preferred if the temperature control device heats the resin formulation and / or the resin formulation container to a predetermined target temperature, preferably 25 ° C or 35 ° C.
Die Vorrichtung kann weiterhin einen Füllmengensensor zur Er fassung der Menge der Harzformulierung in einem in die Aufnah me eingesetzten Harzformulierungsbehälters aufweisen. The device may further comprise a fill level sensor for detecting the amount of the resin formulation in a resin formulation container used in the receptacle.
Der Füllmengensensor kann dabei dazu ausgebildet sein, die Füllmenge über das Gewicht einer in die Aufnahme eingesetzten Harzformulierungsbehälters zu ermitteln. Der Füllstand kann dabei bspw. aus der Differenz zwischen gemessenem Gewicht und dem Gewicht des leeren Harzformulierungsbehälters ermittelt werden, wobei für das Gewicht des leeren Harzformulierungsbe hälters ein Standardwert, ein durch den Benutzer vorgegebener Wert oder ein anhand der über die Erfassungseinheit erfassten Kennung des Harzformulierungsbehälters zugeordneter Wert ver wendet werden kann. The filling quantity sensor can be designed to determine the filling quantity by the weight of a resin formulation container inserted into the receptacle. The fill level can be determined, for example, from the difference between the measured weight and the weight of the empty resin formulation container, a standard value for the weight of the empty resin formulation container, a value specified by the user or an assigned value based on the detection unit of the resin formulation container Value can be used.
Alternativ dazu kann der Füllmengensensor als Füllstandsensor ausgebildet sein. Der Füllstand der Harzformulierung im Harz formulierungsbehälter kann dabei optisch ermittelt werden. Es ist aber bevorzugt, wenn der Füllstandsensor einen Ultra schallsensor umfasst, der anhand der Laufzeiten von in die Harzformulierung eingebrachten Ultraschallwellen den Füllstand ermittelt. Die fraglichen Ultraschallwellen können - sofern dieser als Transceiver ausgestaltet ist - vom Ultra Alternatively, the filling quantity sensor can be designed as a filling level sensor. The fill level of the resin formulation in the resin formulation container can be determined optically. However, it is preferred if the fill level sensor comprises an ultrasound sensor which determines the fill level on the basis of the transit times of ultrasonic waves introduced into the resin formulation. The ultrasound waves in question can - if this is designed as a transceiver - from the Ultra
schallsensor selbst ausgehen. Es ist aber ggf. auch möglich, auf einen Ultraschallgeber zur Einbringung von Vibrationen der Halterung zurückzugreifen, um die für die Laufzeitmessung er forderlichen Ultraschallwellen in die Harzformulierung einzu bringen . sound sensor itself go out. However, it is possibly also possible to use an ultrasound transmitter for introducing vibrations To use the holder to bring the ultrasonic waves required for the transit time measurement into the resin formulation.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Wand des Harzformulierungsbehälters im in die Aufnahme eingesetzten Zu stand zumindest in dem Bereich des Ultraschallsensors für die Ultraschallwellen durchlässig sein muss, damit der Füllstand der darin befindlichen Harzformulierung erfasst werden kann. Ist dies nicht der Fall, kann aber lediglich der Füllstand nicht automatisiert ermittelt werden, während die anderen Funktionen der Vorrichtung weiterhin vollständig zur Verfügung stehen. In diesem Fall kann ein Standardwert herangezogen oder der Benutzer zur Eingabe eines ungefähren Füllstandes aufge fordert werden, der dem Homogenisierungsvorgang zugrunde ge legt werden. It is self-evident for the person skilled in the art that the wall of the resin formulation container in the state inserted into the receptacle must be permeable to the ultrasound waves at least in the area of the ultrasound sensor so that the fill level of the resin formulation located therein can be detected. If this is not the case, only the fill level cannot be determined automatically, while the other functions of the device are still fully available. In this case, a standard value can be used or the user can be asked to enter an approximate level, which the homogenization process is based on.
Es ist nämlich bevorzugt, wenn der ermittelte oder vorgegebene Füllstand durch die Steuerungseinheit bei der Wahl eines ge speicherten Homogenisierungsprogramms berücksichtigt wird oder ein gespeichertes Homogenisierungsprogramm von der Steuerungs einheit gemäß dem Füllstand angepasst wird. So kann bspw. in Abhängigkeit des Füllstands, insbesondere bei niedrigem Füll stand, der Anteil an vertikalen Vibrationen erhöht werden. Dadurch kann auch bei bereits teilentleerten Harzformulie rungsbehältern eine gute Homogenisierung der Harzformulierung sichergestellt werden. It is namely preferred if the determined or predefined fill level is taken into account by the control unit when selecting a stored homogenization program or a stored homogenization program is adapted by the control unit according to the fill level. For example, depending on the level, especially when the level is low, the proportion of vertical vibrations can be increased. As a result, good homogenization of the resin formulation can be ensured even with partially emptied resin formulation containers.
Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungs form unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beispiel haft beschrieben. Es zeigt: The invention will now be described by way of example with reference to an advantageous embodiment with reference to the accompanying drawings. It shows:
Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Ausführungs beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Homogenisierung von Harzformulierungen für den 3D-Druck gezeigt. Figure 1 is a schematic representation of an embodiment example of a device according to the invention. FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention for homogenizing resin formulations for 3D printing.
Die Vorrichtung umfasst eine becherförmige Halterung 2, in die ein Harzformulierungsbehälter 20, in diesem Fall eine 1-Liter- Flasche, eingesetzt werden kann. Um den Harzformulierungsbe hälter 20 in der Halterung 2 zu sichern, sind Teile der Außen wand der Halterung 2 als nach innen gerichtete Klemmen 3 aus gebildet, die elastisch nachgebend den Harzformulierungsbehäl ter 20 kraftschlüssig in der Halterung 20 sichern. The device comprises a cup-shaped holder 2, into which a resin formulation container 20, in this case a 1 liter bottle, can be inserted. In order to secure the Harzformulierungsbe container 20 in the bracket 2, parts of the outer wall of the bracket 2 are formed as inwardly directed clamps 3, the elastically yielding the resin formulation container 20 secure non-positively in the bracket 20.
Die Halterung 2 ist exzentrisch mit der vertikal ausgerichte ten Antriebswelle 4 verbunden. Dazu weist die eigentliche Wel le 5, welche auch die Achse 4' der Antriebswelle bildet, an dem der Halterung 2 zugewandten Ende einen Ausleger 6 auf, an dem die Halterung 2 über einen zentralen Stift 7 über ein La ger 8 befestigt ist. Wird die Antriebswelle 4 mithilfe der An triebseinheit 9 in Rotation versetzt, beschreibt der Stift 7 und damit die Halterung 2 eine kreisförmige Bewegung, wobei die Halterung 2 aufgrund des Lagers 8 grundsätzlich selbst nicht in Rotation versetzt wird. Um sicherzustellen, dass die Halterung 2 selbst tatsächlich nicht in Rotation versetzt wird, wird ein daran angeordneter Führungsstift 10 in einer länglichen Führung 11 im Gehäuse 12 der Vorrichtung 1 geführt. The bracket 2 is eccentrically connected to the vertically aligned drive shaft 4. For this purpose, the actual Wel le 5, which also forms the axis 4 'of the drive shaft, on the bracket 2 facing end of a boom 6, on which the bracket 2 is attached via a central pin 7 via a La ger 8. If the drive shaft 4 is set in rotation with the aid of the drive unit 9, the pin 7 and thus the holder 2 describe a circular movement, the holder 2 being fundamentally not set in rotation itself due to the bearing 8. In order to ensure that the holder 2 itself is not actually set in rotation, a guide pin 10 arranged thereon is guided in an elongated guide 11 in the housing 12 of the device 1.
In den zentralen Stift 7 ist ein Ultraschallgeber 13 inte griert, mit dem die Halterung 2 in vertikale Vibration ver setzt werden kann. In the central pin 7, an ultrasonic transmitter 13 is integrated with which the holder 2 can be set in vertical vibration.
Am Boden der Halterung 2 ist eine Wärmeplatte als Temperier- Einheit 14 für den Harzformulierungsbehälter 20 und damit der darin enthaltenen Harzformulierung angeordnet, die weiterhin einen Temperaturfühler 15 zur Erfassung der Temperatur des Harzformulierungsbehälters 20 umfasst. At the bottom of the holder 2, a hot plate is arranged as a temperature control unit 14 for the resin formulation container 20 and thus the resin formulation contained therein, which continues a temperature sensor 15 for detecting the temperature of the resin formulation container 20.
In die Temperier-Einheit 14 ist ein Füllmengensensor 19 inte griert. Der Füllmengensensor 19 ist als Ultraschallsensor, ge nauer als Ultraschalltransceiver, ausgestaltet, der Ultra schallwellen durch die Wand des Harzformulierungsbehälters 20 in die Harzformulierung einbringen und die Laufzeit der an der Oberfläche der Harzformulierung reflektierten Ultraschallwel len messen kann. Aus dieser Laufzeit ergibt sich der Füllstand der Harzformulierung im Harzformulierungsbehälter 20, der un mittelbar die Füllmenge wiederspiegelt. In the temperature control unit 14, a filling quantity sensor 19 is integrated. The filling quantity sensor 19 is designed as an ultrasonic sensor, more precisely as an ultrasonic transceiver, which can introduce ultrasonic waves through the wall of the resin formulation container 20 into the resin formulation and can measure the transit time of the ultrasonic waves reflected on the surface of the resin formulation. The fill level of the resin formulation in the resin formulation container 20 results from this runtime, which directly reflects the fill quantity.
Die Antriebseinheit 9, der Ultraschallgeber 13 und die Tempe rier-Einheit 14 sind über nicht dargestellte Steuerleitungen mit der speicherprogrammierbaren Steuerungseinheit 16 verbun den und werden von dieser gesteuert. Der Füllmengensensor 19 ist ebenfalls über eine nicht darstellte Datenleitung mit der Steuerungseinheit 16 verbunden, um der Steuerungseinheit 16 die ermittelte Füllmenge zu übermitteln. Die Steuerungseinheit 16 weist weiterhin ein RFID-Lesemodul 17 und einen Speicher 18 auf. Im Speicher 18 sind verschiedene Homogenisierungsprogram me abgelegt. The drive unit 9, the ultrasonic transmitter 13 and the temperature control unit 14 are connected via control lines (not shown) to the programmable logic control unit 16 and are controlled by the latter. The filling quantity sensor 19 is also connected to the control unit 16 via a data line (not shown) in order to transmit the determined filling quantity to the control unit 16. The control unit 16 furthermore has an RFID reading module 17 and a memory 18. Various homogenization programs are stored in the memory 18.
Die Steuerungseinheit 16 ist dazu ausgelegt, bei Einsetzen ei nes Harzformulierungsbehälters 20 in die Halterung 2 einen am Harzformulierungsbehälter 20 angeordneten RFID-Chip 21 auszu lesen. Auf dem RFID-Chip 21 ist eine Kennung hinterlegt, wel che die in dem Harzformulierungsbehälter 20 enthaltene Harz formulierung kennzeichnet. Gleichzeitig wird über den Füllmen gensensor 19 die Füllmenge im Harzformulierungsbehälter 20 er mittelt, wobei anhand der über den RFID-Chip 21 ausgelesenen Kennung ggf. in dem Speicher 18 hinterlegten Korrekturfaktoren für die Füllmenge, die bspw. die Wanddicke oder die Form des Aufnahmeraums des Harzformulierungsbehälters 20 abbilden, her angezogen werden, um so aus dem originär mit dem Füllmengen sensor 19 lediglich ermittelten Füllstand die Füllmenge mög lichst exakt abzuleiten. The control unit 16 is designed to read an RFID chip 21 arranged on the resin formulation container 20 when inserting a resin formulation container 20 into the holder 2. An identifier is stored on the RFID chip 21, which identifies the resin formulation contained in the resin formulation container 20. At the same time, the filling quantity in the resin formulation container 20 is determined via the filling quantity sensor 19, the correction factors for the filling quantity, for example the wall thickness or the shape of the filling quantity, which may be stored in the memory 18, being determined using the identifier read out via the RFID chip 21 Map the receiving space of the resin formulation container 20, be drawn here in order to derive the filling quantity as exactly as possible from the filling level originally determined with the filling quantity sensor 19.
Die Steuerungseinheit 16 prüft dann, ob im Speicher 18 ein für die ausgelesene Kennung und/oder die ermittelte Füllmenge ge eignetes Homogenisierungsprogramm hinterlegt ist und steuert daraufhin die Antriebseinheit 9, der Ultraschallgeber 13 und die Temperier-Einheit 14 entsprechend dem geladenen Homogeni sierungsprogramm, welches eine ausreichende Homogenisierung der im Harzformulierungsbehälter 20 enthaltenen Harzformulie rung gewährleistet. Dabei können für unterschiedliche Füllmen gen unterschiedliche Homogenisierungsprogramme hinterlegt sein, oder ein für eine bestimmte Kennung hinterlegtes Homoge nisierungsprogramm lässt sich über die Füllmenge als Parameter an die ermittelte Füllmenge anpassen. The control unit 16 then checks whether a suitable ge for the read out identifier and / or the determined fill quantity is stored in the homogenization program and then controls the drive unit 9, the ultrasonic transmitter 13 and the temperature control unit 14 according to the loaded homogenization program, which is a ensures sufficient homogenization of the resin formulation contained in the resin formulation container 20 tion. Different homogenization programs can be stored for different fill quantities, or a homogenization program stored for a specific identifier can be adapted to the determined fill quantity as a parameter via the fill quantity.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgegeben, dass der Harzformulierungsbehälter 20 zunächst auf 25 °C erwärmt werden soll, bevor anschließend die Antriebseinheit 9 die Antriebs welle mit 2500 U/min bei gleichzeitiger Aktivierung des Ultra schallwandlers 13 für 5 Minuten betrieben wird. In the illustrated embodiment, it is specified that the resin formulation container 20 should first be heated to 25 ° C. before the drive unit 9, the drive shaft is operated at 2500 rpm with simultaneous activation of the ultrasound converter 13 for 5 minutes.
Dazu wird zunächst geprüft, welche Temperatur des Harzformu lierungsbehälters 20 durch den Temperaturfühler 15 erfasst wird. Liegt diese Temperatur unter den gewünschten 25 °C, wird die Temperier-Einheit 14 aktiviert, bis die Soll-Temperatur erreicht ist. For this purpose, it is first checked which temperature of the resin formulation container 20 is detected by the temperature sensor 15. If this temperature is below the desired 25 ° C., the temperature control unit 14 is activated until the target temperature is reached.
Sobald die Soll-Temperatur erreicht ist, wird die Temperier- Einheit 14 deaktiviert und die Antriebseinheit 9 mit der Soll- Umdrehungszahl sowie der Ultraschallwandler 13 aktiviert. As soon as the desired temperature has been reached, the temperature control unit 14 is deactivated and the drive unit 9 with the desired number of revolutions as well as the ultrasonic transducer 13 are activated.
Gleichzeitig beginnt intern in der Steuerungseinheit 16 ein Timer über fünf Minuten. Nach Ablauf des Timers werden An triebseinheit 9 und Ultraschallwandler 13 deaktiviert. Der Harzformulierungsbehälter 20 enthält zu diesem Zeitpunkt voll ständig homogenisierte Harzformulierung. Der Harzformulierungsbehälter 20 kann dann entnommen und die darin enthaltene Harzformulierung auf gewohnte Weise einem 3D- Drucker (nicht dargestellt), bspw. zur Herstellung eines Den talteils, zugeführt werden. At the same time, one begins internally in the control unit 16 Five-minute timer. After the timer expires, drive unit 9 and ultrasonic transducer 13 are deactivated. The resin formulation container 20 at this time contains fully homogenized resin formulation. The resin formulation container 20 can then be removed and the resin formulation contained therein can be fed in the usual way to a 3D printer (not shown), for example for producing a valley part.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1) zur Homogenisierung von Harzformulierungen für den 3D-Druck umfassend eine Halterung (2) zur Aufnahme eines Harzformulierungsbehälters (20) mit einem Fassungs vermögen von wenigstens 500 ml, wobei die Halterung (2) derart exzentrisch mit einer Antriebswelle (4) verbunden ist, dass die Halterung (2) bei Rotation der Antriebswelle (4) in einer kreisförmigen Bewegung um die Achse (4') der Antriebswelle (4) oszilliert, wobei die Halterung (2) mit hoher Geschwindigkeit in einer Kreisbahn bewegt wird, ohne dass ein darin aufgenommener Harzformulierungsbehälter (20) selbst rotiert. 1. Device (1) for homogenizing resin formulations for 3D printing, comprising a holder (2) for receiving a resin formulation container (20) with a capacity of at least 500 ml, the holder (2) being eccentrically connected to a drive shaft (4 ) is connected such that the holder (2) oscillates in a circular movement about the axis (4 ') of the drive shaft (4) when the drive shaft (4) rotates, the holder (2) being moved in a circular path at high speed, without a resin formulation container (20) accommodated therein rotating itself.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2. Device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein Ultraschallgeber (13) zur Einbringung von Vibrationen der Halterung (2) und/oder der Antriebswelle (4) in Rich tung der Achse (4') der Antriebswelle (4) vorgesehen ist.  an ultrasonic transmitter (13) for introducing vibrations of the holder (2) and / or the drive shaft (4) in the direction of the axis (4 ') of the drive shaft (4) is provided.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Temperier-Einrichtung (14) zum Temperieren, vorzugs weise zum Erwärmen, eines in die Halterung (2) aufgenomme nen Harzformulierungsbehälters (20) vorgesehen ist, wobei die Temperier-Einrichtung (14) vorzugsweise einen Tempera turfühler (15) zur Ermittlung der Temperatur der Harzformu lierung und/oder des Harzformulierungsbehälters (20) auf weist.  a tempering device (14) for tempering, preferably for heating, one in the holder (2) received resin formulation container (20) is provided, the tempering device (14) preferably having a temperature sensor (15) for determining the temperature the resin formulation and / or the resin formulation container (20).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halterung (2) becherförmig zur teilweisen Aufnahme ei nes Harzformulierungsbehälters (20) ausgestaltet ist und vorzugsweise Klemmelemente (3) für eine Kraftschlussverbin- dung mit dem Harzformulierungsbehälter (20) aufweist. the holder (2) is cup-shaped for partially receiving a resin formulation container (20) and preferably has clamping elements (3) for a frictional connection with the resin formulation container (20).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Halterung (2) auswechselbar ausgestaltet ist.  the holder (2) is designed to be exchangeable.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine speicherprogrammierbare Steuerungseinheit (16) zur Steuerung der Rotation der Antriebswelle (4), dem Ultra schallgeber (13) und/oder der Temperier-Einrichtung (14) vorgesehen ist, die vorzugsweise eine Erfassungseinheit a programmable logic control unit (16) for controlling the rotation of the drive shaft (4), the ultrasound generator (13) and / or the temperature control device (14) is provided, which is preferably a detection unit
(17), vorzugsweise ein RFID-Lesegerät, zum Erfassen einer Kennung eines in die Aufnahme eingesetzten oder nach Erfas sung einzusetzenden Harzformulierungsbehälters (20) auf weist und dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der erfass ten Kennung ein Homogenisierungsprogramm aus dem Speicher(17), preferably an RFID reader, for detecting an identifier of a resin formulation container (20) inserted into the receptacle or to be inserted after detection and is designed to be a homogenization program from the memory as a function of the detected identifier
(18) zu laden und auszuführen. (18) to load and execute.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein Füllmengensensor (19) zur Erfassung der Füllmenge der Harzformulierung in einem in die Halterung (2) eingesetzten Harzformulierungsbehälters (20) vorgesehen ist, wobei die Steuerungseinheit (16) vorzugsweise dazu ausgebildet ist, das Homogenisierungsprogramm entsprechend der entsprechen den Füllmenge auszuwählen und/oder zu anzupassen.  A filling quantity sensor (19) for detecting the filling quantity of the resin formulation is provided in a resin formulation container (20) inserted into the holder (2), the control unit (16) preferably being designed to select and / or to select the homogenization program according to the corresponding filling quantity adapt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8. The device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Füllmengensensor (19) ein Füllstandsensor, vorzugsweise umfassend einen Ultraschallsensor zur Ermittlung der Lauf- Zeiten von in die Harzformulierung eingebrachten Ultra schallwellen, ist. the filling quantity sensor (19) is a filling level sensor, preferably comprising an ultrasonic sensor for determining the running Z nits of sound waves introduced into the resin formulation Ultra, is.
9. Verwendung einer Vorrichtung (1) gemäß einem der vorherge henden Ansprüche zur Homogenisierung einer Harzformulierung in einem Harzformulierungsbehälter (20), wobei der Harzfor mulierungsbehälter (20) mit der darin enthaltenen Harzfor mulierung in die Halterung (2) der Vorrichtung (1) einge setzt und anschließend in einer kreisförmigen Bewegung um die Achse (4') der Antriebswelle (4) oszilliert wird. 9. Use of a device (1) according to one of the preceding claims for the homogenization of a resin formulation in a resin formulation container (20), wherein the resin formulation container (20) with the resin formulation contained therein is inserted into the holder (2) of the device (1) sets and is then oscillated in a circular movement around the axis (4 ') of the drive shaft (4).
10. Verwendung nach Anspruch 7, 10. Use according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
gleichzeitig und/oder in einem vorgegebenen Homogenisie rungsprogramm mit der Rotation der Antriebswelle (4) der Ultraschallgeber (13) und/oder die Temperier-Einrichtung (14) aktiviert wird.  at the same time and / or in a predetermined homogenization program with the rotation of the drive shaft (4) of the ultrasonic transmitter (13) and / or the temperature control device (14) is activated.
11. Verwendung nach Anspruch 7 und 8, 11. Use according to claim 7 and 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
vor Rotation der Antriebswelle (4) eine Kennung des Harz formulierungsbehälters (20) erfasst und von der Steuerungs einheit (16) in Abhängigkeit der erfassten Kennung ein Ho mogenisierungsprogramm aus dem Speicher (18) zu laden und auszuführen .  Before rotation of the drive shaft (4), an identifier of the resin formulation container (20) is detected and the control unit (16) loads and executes a homogenization program from the memory (18) as a function of the detected identifier.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, 12. Use according to one of claims 7 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Rotation der Antriebsachse (4) mit einer Rotationsge schwindigkeit von 500 bis 4000 U/min, vorzugsweise von 1000 bis 3500 U/min und/oder auf eine Zeitdauer von maximal 10 Minuten, vorzugsweise von maximal 5 Minuten begrenzt ist.  the rotation of the drive shaft (4) is limited to a rotational speed of 500 to 4000 rpm, preferably 1000 to 3500 rpm and / or to a maximum duration of 10 minutes, preferably a maximum of 5 minutes.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, 13. Use according to one of claims 7 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperier-Einrichtung (14) die Harzformulierung und/oder den Harzformulierungsbehälter (20) auf eine vorge gebene Solltemperatur, vorzugsweise auf 25 °C oder 35 °C, erwärmt . characterized in that the temperature control device (14) the resin formulation and / or the resin formulation container (20) to a predetermined target temperature, preferably to 25 ° C or 35 ° C, heated.
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