WO2020030619A1 - Materialsystem sowie verfahren zur herstellung eines bauteils in einem additiven fertigungsverfahren - Google Patents

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WO2020030619A1
WO2020030619A1 PCT/EP2019/071076 EP2019071076W WO2020030619A1 WO 2020030619 A1 WO2020030619 A1 WO 2020030619A1 EP 2019071076 W EP2019071076 W EP 2019071076W WO 2020030619 A1 WO2020030619 A1 WO 2020030619A1
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Florian Ettemeyer
Daniel GÜNTHER
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Definitions

  • the invention is in the field of production technology and relates in particular to layer construction techniques that are used in additive manufacturing processes.
  • Such additive manufacturing processes are typically characterized by a layered structure of components, for example by successive addition of particles or drops and their selective binding.
  • Additive manufacturing methods are generally used in machine tools that are used for the production of prototypes or for one-off production.
  • the additive manufacturing processes currently used are sometimes too complex, slow and expensive for use in production machines. Nevertheless, additive manufacturing processes could be used in the future both in the manufacture of individual products and in series production.
  • 3D printers Machines for additive manufacturing that work according to the layer construction principle are usually called 3D printers.
  • An example of the 3D printing process is the stereolithography process, in which a resin is cured in layers by a laser beam (US 4575 330).
  • fused deposition modeling methods in which material is deposited on a construction platform in the form of an extrudate of a meltable mass in each case by means of a nozzle in accordance with a virtual sectional image of the object to be produced.
  • multi-jet modeling processes work similarly, in which liquid droplets are joined together by means of a large number of nozzles. There, too, the material added in the manner mentioned is cured with radiation (US Pat. No. 6,259,962).
  • powder-based processes first allow the creation of a powder bed that surrounds the contour of the object to be manufactured. Only then are the areas of the total volume which make up the body to be connected and / or hardened. This can be done in layers or in larger volumes (cf. US 5 340 656, US 5 155 324).
  • the connection of the selected particles can be achieved, for example, by printing with an adhesive or by fusing with an energy-rich jet.
  • the present invention is based on the object of improving the handling and processing of the powder material in an additive manufacturing process.
  • Claims 2 to 10 represent advantageous configurations of such a material system.
  • the invention relates to a method for producing a body with such a material system according to the features of claim 11
  • the patent claims 12 to 15 show advantageous implementations of such a method.
  • Claim 16 relates to a device for producing a body with a material system according to the invention.
  • the invention relates to a material system for producing a component in an additive manufacturing process with at least one first group of particles, each of which has a defined geometric shape and size.
  • the currently known particle-based additive manufacturing processes are based on the fact that in planning a body to be produced is virtually broken down into different successive layers and these layers are produced in a sequential manner.
  • a powder bed is first created on a building platform, this powder bed is selectively solidified in sections and then the next particle layer is applied to the powder bed.
  • the particles that form the body to be produced are connected to one another in layers and later remain as a solid body after the excess powder bed has been removed. By removing the excess powder, the body to be produced is exposed at the end of the process.
  • the connection of the particles to one another can be achieved by methods known per se, such as printing with binders, activators or catalysts, and selective melting by radiation, for example laser radiation, or similar methods. It is also possible to selectively dissolve particles with a suitable solvent using a print head for selective processing of the particles.
  • the added binders have the function in common that they are intended to bind neighboring particles to one another either by chemical reactions or by drying processes.
  • the techniques mentioned are characterized, inter alia, by the fact that during the actual solidification steps of the body to be produced there is a volume contraction of the binder or the melt. This volume contraction must be compensated for or taken into account or even compensated for.
  • the size of such a shrinkage or deformation effect depends, among other things, on the layer thickness.
  • the voids in the particle bed determine, for example, the amount of binder or melt added. It is therefore advantageous to optimize the bulk density in the powder bed or to prevent or minimize any deformation or change in the particles or their positions relative to one another. This is achieved by using a group or a plurality of particles, each of which has a defined geometric shape and size.
  • powder materials are used for additive manufacturing technology, in which the individual particles of the powder vary in size and shape according to a statistical distribution and are undetermined. This is usually production-related and depends on the type of production of the powder particles. In the prior art, volume fillings in the powder bed of the order of 50% can be achieved.
  • the material system according to the invention allows particles to be assembled into a bed, which enables particularly good packing.
  • particles with a special shape and size are to be used.
  • Various forms are conceivable for this, which are explained in more detail below.
  • characteristic of the invention is the idea of using particles with a defined geometric shape and size. This enables the volume filling level of the powder bed to be predicted and optimized.
  • a special design of the particles in many cases permits a targeted arrangement and / or orientation of the particles, which is useful for a further increase in the degree of filling.
  • the group of particles with a defined geometric shape and size enables the selection of suitable measures that can increase the packing density of the particles or the powder bed. These measures can include, for example, vibration of the powder bed, vibration of the particles added to the powder bed, orientation of the particles before they are deposited in the powder bed or targeted positioning of each individual particle relative to the particles already in the powder bed and / or relative to the particles at the same time added neighboring particles include.
  • a defined geometric shape and size can be understood to mean, for example, a mathematically defined and reproducible shape which, for example, defines and describes the outer contour of the particles by means of a function or a mathematical approximation. It can also be understood to mean a shape and size that is determined by the production process to the usual tolerances. In this case, the concept of the defined geometric shape and size should be the Include inevitable deviations in shape and / or size in the production process.
  • the particles of the first group each have the same geometric shape and size.
  • a symmetrical and homogeneous distribution of the particles of the first group can thus be achieved in a simple manner.
  • the particles of the first group have the same geometric shape, but a size distribution with different sizes.
  • the particles of the first group each have the same size, measured for example by the volume of a particle, an edge length, the diameter or the greatest linear extent, but have different geometric shapes.
  • the shape of the particles can be such that the particles can, for example, be strung together within a row or in a layer or stacked in the direction perpendicular to the individual layers.
  • the "same" shape and size should also be understood to mean shapes and sizes that differ from a standard shape or standard size only by manufacturing tolerances.
  • the size of the particles can be defined, for example, by the maximum size deviation from a target size being, for example, 50% or only 20%, only 10% or less than 5% of the size of the particles.
  • the size distribution of the particles can also be given by, for example, a maximum of 10% of the particles having more than 10% or 20% size difference from a target size or only 5% of the particles having a size difference of more than 10%, 20% or 30% ,
  • an implementation can provide that, in addition to the first group, at least one second group and in particular at least one further group of particles is provided, the particles of the second group and in particular of the further groups relating to one another and / or from the particles of the first group distinguish the geometric shape and / or size.
  • the shape and / or size of the particles within one of the groups should, however, correspond in each case or should essentially agree up to tolerances.
  • the Particles of the second group are selected in terms of shape and / or size so that they match in pairs or in larger groups with the particles of the first group, in particular in a form-fitting manner.
  • the particles of the second group can for example also fill gaps between the particles of the first group or vice versa.
  • the particles of the first and second groups and in particular also further groups can be coordinated with one another in such a way that a periodic arrangement of the particles from different groups in alternation enables a high filling density.
  • the particles of the first group and / or the second group and / or at least one further group each have at least one, at least two or at least three straight edges and / or at least one or at least two or at least three have flat interfaces.
  • the individual particles can be aligned such that the straight edges of respectively adjacent particles are aligned parallel to one another and in particular are positioned adjacent to one another. This then minimizes a space between the particles which abut each other on their straight edges.
  • the particles can at least partially have a prismatic shape or the shape of a cube or cuboid.
  • the term “prismatic” is to be understood as a geometric volume shape which is defined by the volume which is penetrated by displacement of a base area along a straight line in space.
  • each particle of the first group and / or the second group and / or at least one further group has at least two, in particular at least three mutually parallel edges or at least two mutually parallel interfaces.
  • the provision of straight and / or mutually parallel interfaces in a group of particles or in a plurality of groups of particles can also be used to achieve a high volume filling by depositing the particles adjacent to one another in the powder bed such that the straight edges or Contact surfaces of neighboring particles.
  • a volume fill of 100 percent can be achieved.
  • a further implementation can provide, for example, that each particle of the first group and / or the second group and / or at least one further group has a prismatic shape, in particular that
  • Form of a triangular, quadrangular or polygonal prism or a circular or elliptical cylinder This can also be achieved, for example, if only the first group or only a first and second group of particles is provided.
  • a further implementation of the material system can provide that each particle of the first group and / or the second group and / or at least one further group is produced from a base body by extrusion or by cutting or punching, the base body in particular having plane-parallel cover surfaces. This also applies if only the first group or only two groups of particles are provided. All particles can thus also belong to the same first group and be produced by extrusion or cutting or punching.
  • each layer of such particles can be individually produced very homogeneously by placing the individual particles next to one another. The method of positioning the individual particles is discussed in more detail below.
  • Cylindrical sections can also be produced from wires. Different cross sections are also possible here.
  • Prismatic bodies can also be cut out of sheet metal with a laser. This gives great freedom of form and different shapes can be created in one production step.
  • prismatic bodies cannot only be done by cutting or separating. Such bodies can also be created constructively.
  • An example is the screen printing of ceramic or metallic masses. The product produced in this way is then sintered and can be used in the layer-building process.
  • a further implementation of the invention can provide, for example, that each particle or part of the particles of the first group and / or of the second group and / or at least one further group has a coating and / or that all or some of the particles of the first group and / or the second group and / or at least one further group have a surface condition, in particular roughness, which differs from that of other particles.
  • the particles that are later used to make the body selectively are to be connected to one another, in each case to be coated or to be specially designed with regard to their surface properties, so that, in contrast to the neighboring particles which are to be removed later, these particles can be connected to one another efficiently.
  • a coating itself may already have an adhesive, a solder, a binder, an activator or a catalyst, or the coating may develop binder properties by adding a further substance locally.
  • one or more particles have bores or recesses through which channels are formed within the component made from the particles.
  • a system of openings / channels can be produced in a targeted manner, which produces a desired porosity and / or enables mass transport, for example gas transport, through the body to be produced.
  • the invention also relates to a method for producing a body from such a material system, with provision being made for particles to be moved in succession by means of a first feed device and in particular by means of a second or further feed device, each through a feed channel of the respective one Feeding device are supplied to their respective destination on a powder cake, the particles or a subset of the particles in particular having a predetermined orientation or being moved to their destination in a specific orientation.
  • particles can be conveyed exactly to their target position in the powder bed by means of a feed device.
  • the feed device can also be designed such that, in addition to the target position of the particle, the orientation of the particle can also be determined. In this way it is possible to achieve an optimized stacking and ranking of the particles in the powder bed. If several feed devices, in particular for particles from different groups, are used, the particles from different groups can also be positioned relative to one another in a targeted sequence and arrangement in the powder bed.
  • the feed device can be designed, for example, in such a way that the particles are brought to their destinations one after the other.
  • the target accuracy can be such that each particle can be brought to its destination to an accuracy of ten particle sizes or even two or one particle size. For this, it is conceivable that the movement of each particle is guided through at least one or two guide surfaces to the destination.
  • the particles are moved along the feed channel (s) by vibration or inconsistent supply of kinetic energy.
  • This is to be understood to mean all conceivable forms of mechanical excitation, for example also excitation by means of sound or ultrasound waves.
  • the particles that are to be connected to form the body are selected from the available particles or particle groups in such a way that they have a property, for example a coating, that can be effectively connected to the each adjacent particles in the powder cake, or that the particles to be connected are connected at their destination in the powder cake by locally targeted addition of a substance, in particular an adhesive, a binder, an activator or a catalyst, or prepared for a connection.
  • This step specifically ensures that the particles, each of which is intended to form part of the body to be produced, are selected such that they are set up for connection to neighboring particles. More neighboring particles, though are arranged in the powder bed, but do not belong to the actual body to be manufactured, do not have this nature and can be removed without further effort after the manufacture of the body.
  • the invention relates not only to a material system and a method for producing bodies, but also to an apparatus for the manufacture of a body by means of a material system of the type explained above with one, two or more feed devices for particles to their respective destination on a powder cake one feed channel each, along which the particles can each be moved to their destinations.
  • the particles In order to create a layer with a high density, the particles should be able to be arranged within this layer. Vibrations can be used for such an arrangement.
  • the particles are applied to a slightly inclined plane within a device for producing bodies. Due to the effect of the vibration, they run in the direction of gravity. They build up on the edge of the building container and condense. Cylindrical particles are particularly suitable for this type of processing. Due to their cylindrical shell, these form particularly lightly dense packings, since each space between two particles represents a potential sink, which the particles prefer to assume when vibrations are effective.
  • Cylindrical and cuboid particles can also be separated from the collective and applied to a layer under construction.
  • a feed device with a feed channel in the form of a nozzle can be used, which guides individual particles as a strand of particles and can lay this strand on the already existing layer. Vibrations can in turn be used to produce the layer tightly.
  • nozzles can be used at the same time.
  • the nozzles for a single particle cannot be arranged next to one another, since the structure of a nozzle is wider than a particle itself.
  • a way out shows it to arrange two rows of nozzles one above the other in the direction perpendicular to the layers to be applied and to let the particles converge on one plane.
  • the speed of the respective coating process can be a hindrance to the overall build rate of the layer construction process. It is therefore advisable not to create the layer in the device for the layer construction process, but outside and separately, and then to introduce this layer into the building container.
  • a transfer step is necessary. This transfer step makes it necessary to temporarily bind the loose layer. This can be done, for example, using a switchable vacuum or, in the case of magnetic particles, using a magnetic field. The layer can then be transferred to a plate, which in turn transports the layer into the system and releases it again.
  • the temporary connection can also be based on a temporary binder. This binder is then removed from the powder cake after the entire construction process has been completed, thus releasing the actual component. Solving processes, melting, evaporation or sublimation can be used for removal. The means must be chosen so that the actual structure is not damaged.
  • the layers produced in the manner described above are characterized by a high density in the plane of a layer.
  • the sorting process and the smallest inequalities of the particles can mean that the surface of a layer is not perfectly flat. In the further construction process, this leads to an imperfect packing and density in the vertical direction. This can also lead to packaging errors within a shift. It can therefore make sense to calibrate a new layer, whether created or placed online, in the device or beforehand outside. This can be done, for example, by pressing with a straight plate or rollers. If the particles are sufficiently firmly bonded to one another, grinding can also be an option. In this way, the surface can be leveled and the next particles can be placed safely and with a high density.
  • cylindrical particles makes it possible, directly in analogy to the methods of the prior art, to solidify the particles by printing on a binder or using an energy beam. This is made possible because a prismatic defect remains open in a layer between the particles, through which the liquid of the binder or radiation can penetrate.
  • the individual particles can not only be selectively solidified with one another, but also with one another.
  • the particles in order to distribute the liquid of the binder in the respective lower layer, it can be useful for the particles to have a structure on their surface.
  • the structure can be channels into which the liquid of the binder is drawn by capillary forces. Such channels can also direct radiation to points that are not directly in the penetration direction of the radiation source.
  • Cuboid or cubic particles are more difficult to arrange as a dense layer than cylindrical particles. If a device with a vibration effect is used, the additional force effect can point in the direction of a corner of a cube already arranged in the layer. Since, in addition to the spatial positioning of the particles, it also has to be rotated, the energy requirement and the susceptibility to errors are higher overall.
  • Such particles have to be correctly oriented again when the layer is created in order to function properly in the layer.
  • Such channels can be introduced in the manufacture of the particle using various methods. They can be created, for example, when punching using a suitably shaped tool. It is also possible to use a blank or sheet with a special surface texture that contains channels or knitted structures for a stamping process. This structure can be embossed, can be produced with an etching process or can also be applied with a laser structuring.
  • the particles can also be processed individually. For example, holes can be drilled through the entire structure by a laser every millisecond.
  • the structuring can also introduce features that do not serve to connect the particles.
  • Another example can be the drilling through the individual particles. For example, you can let gases escape through the generated body. Such a property is advantageous if the components are used as casting cores in a casting process.
  • Holes can also be drilled during the construction process. These can be used to enable an effect, such as a gas pipe. For this purpose, for example, a layer that has already been applied can be selectively provided with holes using a laser.
  • oriented particles are used in a layer, it is possible to obtain a system using different particles and asymmetrical holes, which not only allows the layer just covered, but also, depending on the version, layers below with an effect, for example an energy input or a substance to achieve specifically.
  • Such a structure makes it possible, for example, to prepare several layers one above the other and to selectively solidify them in a common step. Provision can also be made to use specially shaped particles whose surface or regions close to the surface have a different composition or coating than the rest of the particle.
  • such a coating can modify the surface and make it wettable, for example, for liquids. This can be controlled in a targeted manner by applying hydrophilic or hydrophobic substances. Likewise, the surface treatment can influence the system solely through its geometric texture.
  • the surface can also be treated with other functional materials.
  • catalysts for a solidification reaction could be deposited on the surface.
  • a solder could be applied to the surface for energy radiation-based processes.
  • a layer generation method that separates particles and thus assembles the layer - even in a highly parallelized manner - different particles can be used in a targeted manner. This can be done in layers. So z. B. every second layer in a metallic system is a different metal to the first metal. However, it is also possible with such an arrangement to sort the particles completely individually.
  • Such an arrangement with specially shaped particles opens up the possibility of assembling the desired structure from the desired materials. This eliminates the need for selective consolidation, which is customary in prior art processes.
  • the selectivity takes place in the process of building the layer.
  • the powder cake produced in this way can, for example, be completely sintered after the build-up process.
  • La-c is a schematic illustration of a powder bed-based 3D printing process according to the prior art
  • Fig. 2a + b is a schematic of a realistic bed of natural
  • Fig. 5a + b is a diagram of a pack of uniform cylinders as
  • Fig. 9 shows a coating process with a specially designed nozzle for
  • Channels for connecting the particles and channels for conduction of gases when used later as a molding material for casting
  • Fig. 13a + b is a schematic of a powder cake with two different
  • Example 1 Binder jetting process with cylindrical punch slugs
  • a component is to be cast using the lost-shape process.
  • This requires a mold made of connected particle material (Figure 2), which defines the inner and outer contours of the cast component and can be removed after the casting process. After removing the mold, the desired cast component remains.
  • the mold is to be produced using an additive manufacturing process, the so-called binder jetting process.
  • This is based on a layer-by-layer structure (FIGS. 1, 107) of a basic molding material made of particle material (FIGS. 1, 105), which is connected to one another in defined areas (FIGS. 1, 108) by using a binder system (FIGS. 1, 106). By repeating this process, it is possible to produce three-dimensional components.
  • particles in the form of so-called punching slugs are to be used as the basic molding material (FIGS. 1, 105). These are created by a stamping process, such as is used industrially when punching sheet metal.
  • the punching slugs (FIGS. 5, 500) have constant dimensions and roundness due to the cutting punch and die geometry.
  • This quartz sand FIG. 2, 200
  • FIG. 2, 203 The practical implementation for introducing the artificially produced basic molding material (FIGS. 2, 203) can be generated in a targeted manner, for example, using a slightly tilted construction platform or a printer that is tilted as a whole (FIG. 8).
  • the punching slugs (FIG. 5, 500) of the same size and shape, which can be made of a metal, a plastic, a ceramic or another material, are brought into the most energetically advantageous arrangement via vibration (FIG. 8, 801). Particles standing on the edge are thus caused to tip and remain in their most energetically advantageous arrangement on their largest surface, which is defined by the diameter of the slugs (FIGS. 8, 800).
  • the particles arranged in a line and sorted by vibration (FIGS. 8, 801) (FIGS. 8, 800) are deposited over an edge on the construction field in such a way that an area with the densest possible and defined packing density and position is created. This property can also be achieved by deliberately depositing all further layers in the direction perpendicular to the layers (FIGS. 5, 402). By means of a visual inspection, undesired geometrical deviations and sorting errors of the slugs can be automatically recognized and assigned locally (FIG. 10).
  • each particle that is not lying flat or tilted (FIGS. 10, 1004) can be recognized individually. Using a squeegee, slightly tilted particles or particles that are not in the correct position can be pushed away.
  • a special feature when using the specifically produced and geometrically defined punching slugs (FIGS. 5, 500) as a raw material is the defined density over the entire construction area.
  • the density and position of individual particles can be predicted before the process is carried out and linked to the expected properties of the manufactured body. While the use of naturally broken mold base materials (FIGS. 2, 200) causes the powder cake to settle due to further compaction and typical anisotropic properties in the powder cake, these effects can be prevented when using the geometrically defined mold base material (FIGS. 5, 500). Furthermore, the processing is extremely stable due to the always the same particles.
  • Each layer of punched slugs (FIG. 5, 500) arranged next to one another and defined with respect to orientation and position is wetted with a one-component water glass binder (FIG. 1, 106) via a printing process (FIG. 1).
  • the introduction of the binder can be adjusted in terms of volume via the volume flow during the printing process.
  • the wetting can be controlled locally by positioning the pressure nozzles to ensure a desired wetting.
  • the water glass binder is cured by water removal via an infrared lamp that sweeps over the construction area, and the metal particles are bonded together.
  • the core is unpacked from the powder bed either manually or in an automated process, and the punching slugs that are not bound together with water glass are shaken off. Due to the defined geometry of the basic molding material (FIGS. 5, 500) and the reliable process control, individual particles do not hook and wedge together, and buildup can be avoided become. This represents a decisive advantage over the conventional process with naturally broken mold base materials (FIGS. 2, 200), in which the process of unpacking and releasing the buildup on the molds poses a challenge for the required technical cleanliness of the molds. Particles that are not correctly attached would loosen during the casting process and can be trapped in the cast component. This can affect the mechanical properties and surface defects.
  • the inorganically bound molds are set to desired strengths by a post-curing process in the furnace before use in a casting process and can then be poured off according to the prior art.
  • Particular advantages of the method according to the invention are the improved dimensional stability and the good predictability of anisotropy and surface properties.
  • the surface properties can be controlled in all dimensions depending on the process, and the anisotropy, if intended, only occurs in the direction of the layer structure. Since the anisotropy is predictable due to the defined geometry and wetting of the particles, this can be taken into account due to the process.
  • improved dimensional stability and surface quality are possible while increasing the process stability.
  • cylindrical punch slugs instead of cylindrical punch slugs, it is also possible, for example, to use longer cylindrical prisms 1401 (FIG. 14a), triangular prisms 1402 (FIG. 14b) or prisms with a square cross section 1403 (FIG. 14c).
  • Unbound material can be easily recycled.
  • the immediately reusable punching slugs (FIGS. 5, 500) are fed to a storage container via a control screen and are available again for further printing.
  • the bound particles can be mechanically separated and binder residues can be removed. Due to the higher melting point of the particles compared to the cast light metal, the particles are not damaged, continue to be true to size and can be reused.
  • the removal of the brittle water glass (FIGS. 1, 106) from the individual particles can be done, for example, by mechanical force Baffle plate are made so that the water glass flakes off the particles and can then be separated by wind sight.
  • cubic particles are connected to one another by means of a laser sintering process.
  • the initially stochastically oriented cubic individual particles (FIGS. 4, 400) are energetically excited by vibration (FIGS. 8, 801) on a vibrating plate and come to rest in the most energetically favorable arrangement.
  • the energy introduced by the vibrating plate is not sufficient to pry the particles out of this energetically favorable position again.
  • the particles can be positioned next to each other ( Figure 8, 802) or can be placed precisely on a construction platform via a vibrating channel that defines a feed channel ( Figure 8, 800).
  • This process is further improved by using specially prepared particles with grooves or guide channels for the passage of the laser beam (FIGS. 6b, 6c, 6d).
  • the laser beam is guided and guided through intelligent positioning and lining up of guide channels and grooves. It is therefore also possible to introduce energy to desired connection points which are conventionally inaccessible and which are concealed by the particles lined up themselves. If necessary, the laser advances Connecting the individual particles in a plane incorporates further geometric features into a component layer. For example, cooling channels can be created by laser-cutting grooves using this process (FIG. 6 b).
  • the 3D component After the 3D component has been completed, it is unpacked and, after the component has been removed from the construction platform, unbound particles are fed to a collecting container.
  • unbound particles have not undergone any thermal stress or chemical modification during the printing process means that they can be used again without any recycling effort.
  • the component is immediately ready for use without any cleaning effort and can be used directly for any subsequent operations. Imprinted threads in holes can be used immediately, for example without mechanical rework, due to the small tolerance bands that can be achieved.
  • Example 3 Sorted particle continuum with block sintering
  • a lost mold is required for use in foundry technology. This is produced using a sorted particle continuum (FIG. 4b), ie several groups of particles with groups of different shape and / or size, which is connected by a thermal process at defined contact points, so that a compact geometry with high dimensional accuracy (FIG. 4b , Figure 5b) and a high surface quality, which is suitable for the subsequent casting process.
  • a sorted particle continuum FIG. 4b
  • both cubic particles (FIGS. 4, 400) with a thin coating (FIGS. 13, 1300) made of a low-melting solder and uncoated particles (FIGS. 13, 400) are used.
  • the particles lying in a defined position via a vibrating trough are conveyed via two separating rails.
  • the two separating rails are attached in a line with opposite conveying direction.
  • the conveying direction of the two separating rails is directed towards each other, and the individual particles (FIGS. 4, 400) are positioned on a conveyor belt running at right angles to it. This ensures that a series of individual particles (FIGS. 8, 800) from one of the two conveyor rails is possible on the conveyor belt by means of targeted conveyor impulses on one of the two conveyor rails.
  • a flat particle continuum / particle arrangement with coated and uncoated particles is built. Each particle that is in direct contact with a neighboring particle with a solder coating is then connected to the thermal process.
  • the powder cake is heated in an oven to a temperature just above the melting temperature of the solder coating. Any particle that is in direct contact with a coated particle is connected to it by this process. All uncoated particles (FIGS. 13, 400) that are not in direct contact with a coated particle (FIGS. 13, 1300) remain unaffected by the heat input far below the melting temperature of the particles themselves. Since the thermal expansion of the coated (FIG. 13, 1300) and the uncoated particles (FIG. 13, 400) can be assumed to be the same due to the very thin coating in relation to the volume of the particles, no stresses arise in the component during the heat input. In the subsequent unpacking process, the unbound particles (FIGS. 13, 400) are removed from the construction platform by lifting the body of the casting mold.
  • unbound individual particles By swiveling and rotating in all spatial directions of the mold, unbound individual particles (FIGS. 13, 400) trickle out and collect in a collecting container. Since it is possible that unpacked particles ( Figures 13, 1300) can unexpectedly dissolve during unpacking due to binding errors or mechanical force and these can mix with uncoated particles, then all dissolved particles are subjected to a sorting process.
  • the cleaned and thermally bonded mold is now filled with melt.
  • the hot casting material quickly cools down at the contact surface with the mold due to the very good thermal conductivity of the mold and very quickly forms a solid edge shell. This process runs faster than the melting of the bonds between the individual particles of the mold. Due to the constant heat input through the cast component into the mold, the temperature in the mold rises steadily and the solder connections between the individual particles become detached. This effect is desired and leads to an automatic pitting effect in the course of the casting process, which has to be followed up in a downstream process using conventional methods.
  • particles are used whose Shape and / or size is determined by a manufacturing process.
  • Layer construction process characterized in that particles are used, the shape of which is determined by a construction process or manufacturing process.
  • Layer building process characterized in that particles with a hexagonal floor plan are used.
  • Layer building process with particles characterized in that the particles have artificial elevations on the surface.
  • Layer building process with particles characterized in that the particles are superficially influenced by the material. 10.
  • Layer-building process with particles characterized in that the particles consist of the material group metals, plastics, ceramics, natural substances, salts and minerals or mixtures thereof.
  • Layer-building process with particles characterized in that the particles have a maximum edge length of 10 pm to 50 cm.
  • Layer-building process with particles characterized in that the particles have further functional structures in the interior.
  • Layer-building process with particles characterized in that the particles have particularly electrically conductive areas inside.
  • a method for producing 3D components with particles characterized in that particles are used, the shape and size of which can be clearly described using mathematical functions.
  • Method for producing 3D components with particles characterized in that particles are used, the shape of which is determined by a manufacturing process.
  • a method for producing 3D components with particles characterized in that the particles are individually spatially compiled.
  • a method for producing 3D components with particles characterized in that the particles are put together during a layer-building process.
  • a method for producing 3D components with particles characterized in that the particles are put together in parallel with a layer-building process and are used in layers.
  • a method for producing 3D components with particles characterized in that the particles are selectively connected to one another.
  • a method for producing 3D components with particles characterized in that the particles are glued together.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that particles are used in the device, the shape of which can be clearly described using mathematical functions.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that particles are used in the device, the shape of which is determined by a manufacturing process.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that the particles are arranged via vibrations.
  • Device for the production of 3D components with particles characterized in that the particles are arranged to vibrate to layers within a layer-building process.
  • Device for the production of 3D components with particles characterized in that the particles are combined to form a layer building process via vibrations to form layers and are used in layers.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that the particles are arranged via vibrations and directed forces.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that the particles are arranged via vibrations and / or magnetic or gravitational forces.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that the particles are arranged by means of special nozzles.
  • Device for the production of 3D components with particles characterized in that different particles are specifically arranged relative to one another by being secreted from special nozzles.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that several nozzle systems build the powder cake simultaneously and in parallel.
  • Device for producing 3D components with particles characterized in that the particles can be deposited selectively on a platform and the selective arrangement is used to arrange different types of particles in one plane.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Materialsystem zur Herstellung eines Bauteils in einem additiven Fertigungsverfahren mit mindestens einer ersten Gruppe von Partikeln (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802, 1002, 1003, 1200, 1201, 1300), die jeweils eine definierte geometrische Form und Größe aufweisen. Hierdurch lassen sich die einzelnen Partikel in einem Pulverkuchen optimal und unter Erreichung hoher Materialdichte platzieren.

Description

Materialsystem sowie Verfahren zur Herstellung eines Bauteils in einem additiven Fertigungsverfahren
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Produktionstechnik und bezieht sich insbesondere auf Schichtbautechniken, die in additiven Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen. Derartige additive Herstellungsverfahren sind üblicher weise durch einen schichtweisen Aufbau von Bauteilen charakterisiert, beispielsweise durch sukzessives Hinzufügen von Partikeln oder Tropfen und deren selektive Bindung.
Additive Fertigungsmethoden werden im Allgemeinen bei Werkzeugmaschi nen eingesetzt, die für die Herstellung von Prototypen oder für die Einzel fertigung verwendet werden. Für den Einsatz in Produktionsmaschinen sind die derzeit verwendeten additiven Fertigungsverfahren teilweise noch zu aufwendig, langsam und teuer. Dennoch könnten additive Fertigungs verfahren in der Zukunft sowohl beim Herstellen von Einzelprodukten als auch in der Serienfertigung eingesetzt werden.
Maschinen für die additive Fertigung, die nach dem Schichtbauprinzip arbeiten, werden üblicherweise 3D-Drucker genannt. Ein Beispiel für die 3D- Druckverfahren ist das Stereolithografie-Verfahren, bei dem ein Harz schicht weise durch einen Laserstrahl ausgehärtet wird (US 4575 330).
Zudem sind sogenannte Fused-Deposition-Modeling-Verfahren bekannt, bei denen jeweils mittels einer Düse Material gemäß einem virtuellen Schnittbild des herzustellenden Gegenstands in Form eines Extrudats einer schmelzbaren Masse auf einer Bauplattform abgelegt wird. Ähnlich arbeiten auch die sogenannten Multi-Jet-Modeling-Verfahren, bei denen mittels einer Vielzahl von Düsen Flüssigkeitströpfchen zusammengefügt werden. Auch dort wird das auf die genannte Weise addierte Material mit einer Strahlung ausgehärtet (US 6 259 962).
Die genannten Verfahren haben den Nachteil, dass das addierte Material zunächst verformbar bleibt und bis zur Erhärtung gestützt werden muss. Im Gegensatz dazu erlauben pulverbasierte Verfahren zunächst das Anlegen eines Pulverbettes, das die Kontur des herzustellenden Gegenstandes umgibt. Erst darauf werden die Bereiche des Gesamtvolumens, die den herzustellen den Körper ausmachen, verbunden und/oder erhärtet. Dies kann schichtweise oder in größeren Volumina geschehen (vgl. US 5 340 656, US 5 155 324). Die Verbindung der selektierten Partikel kann beispielsweise durch Bedrucken mit einem Klebstoff oder durch Verschmelzen mittels eines energiereichen Strahls erreicht werden.
Grundsätzlich ist es bei vielen Produktionsaufgaben wünschenswert, möglichst massive Körper herzustellen, die eine hohe Stabilität aufweisen. Mit den pulverbasierten Verfahren ergibt sich in vielen Fällen das Problem, dass nur eine begrenzte Raumfüllung durch die lockere Schüttung des Pulvermate rials erreicht werden kann. Die Raumfüllung wird durch das Verschmelzen bzw. Verbinden der Partikel mittels zusätzlicher Klebstoffe nur unvollkommen verbessert. Zudem sind bei einigen Herstellungsverfahren durch ein Verkleben bei der üblicherweise auftretenden Schwindung (Polymerisationsschwindung) Verformungen des herzustellenden Bauteils nicht auszuschließen. Ein der artiges Problem wird beispielsweise in der EP 2054216 angesprochen.
Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, bei einem additiven Fertigungsverfahren die Handhabung und Verarbeitung des Pulvermaterials zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Materialsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Patentansprüche 2 bis 10 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen Materialsystems dar. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit einem solchen Materialsystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 11. Die Patent ansprüche 12 bis 15 zeigen vorteilhafte Implementierungen eines solchen Verfahrens auf. Der Patentanspruch 16 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Körpers mit einem erfindungsgemäßen Materialsystem.
Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf ein Materialsystem zur Herstellung eines Bauteils in einem additiven Fertigungsverfahren mit mindestens einer ersten Gruppe von Partikeln, die jeweils eine definierte geometrische Form und Größe aufweisen.
Die derzeit bekannten partikelbasierten additiven Fertigungsverfahren (beispielsweise Schichtbauverfahren) beruhen darauf, dass in der Planung ein herzustellender Körper virtuell in verschiedene aufeinanderfolgende Schichten zerlegt wird und diese Schichten aufeinanderfolgend aufbauend hergestellt werden. Hierzu wird zunächst ein Pulverbett auf einer Bauplatt form erzeugt, dieses Pulverbett abschnittsweise und selektiv verfestigt und daraufhin die nächste Partikelschicht auf das Pulverbett aufgebracht. Die Partikel, die den herzustellenden Körper bilden, werden damit schichtweise miteinander verbunden und bleiben später nach dem Entfernen des über schüssigen Pulverbetts als fester Körper stehen. Durch das Entfernen des überschüssigen Pulvers wird zum Ende des Prozesses der herzustellende Körper freigelegt. Die Verbindung der Partikel miteinander kann durch an sich bekannte Verfahren erreicht werden, wie das Bedrucken mit Bindemitteln, Aktivatoren oder Katalysatoren sowie das selektive Aufschmelzen durch Strahlung, beispielsweise Laserstrahlung, oder ähnliche Verfahren. Auch das selektive Anlösen von Partikeln mit einem geeigneten Lösungsmittel unter Einsatz eines Druckkopfes zur selektiven Bearbeitung der Partikel ist möglich. Die hinzugefügten Bindemittel haben die Funktion gemeinsam, dass sie entweder durch chemische Reaktionen oder durch Trocknungsprozesse die Bindung benachbarter Partikel aneinander bewirken sollen.
Die genannten Techniken sind unter anderem dadurch charakterisiert, dass bei den eigentlichen Verfestigungsschritten des herzustellenden Körpers eine Volumenkontraktion des Bindemittels oder der Schmelze eintritt. Diese Volumenkontraktion muss kompensiert oder berücksichtigt oder auch aufge fangen werden. Die Größe eines solchen Schrumpfungs- oder Verformungs effekts hängt unter anderem von der Schichtdicke ab. Die Hohlräume in der Partikelschüttung bestimmen beispielsweise die hinzugefügten Binder- oder Schmelzemengen. Daher ist es vorteilhaft, die Schüttdichte im Pulverbett zu optimieren oder eine Verformung oder Veränderung der Partikel oder ihrer Positionen zueinander möglichst zu verhindern oder zu minimieren. Dies gelingt durch die Verwendung einer Gruppe oder einer Mehrzahl von Parti keln, die jeweils eine definierte geometrische Form und Größe aufweisen. Nach dem Stand der Technik werden Pulvermaterialien für die additive Fertigungstechnik eingesetzt, bei denen die einzelnen Partikel des Pulvers gemäß einer statistischen Verteilung in Größe und Form variieren und unbe stimmt sind. Dies ist üblicherweise produktionsbedingt und von der Art der Fertigung der Pulverpartikel abhängig. Beim Stand der Technik lassen sich Volumenfüllungen im Pulverbett in der Größenordnung von 50% erreichen.
Das erfindungsgemäße Materialsystem erlaubt die Zusammenstellung von Partikeln zu einer Schüttung, die eine besonders gute Packung ermöglicht. Dazu sind Partikel mit besonderer Formgebung und Größe zu verwenden. Es sind hierzu verschiedene Formen denkbar, die weiter unten noch näher erläutert werden. Insgesamt kennzeichnend für die Erfindung ist jedoch der Gedanke, Partikel mit jeweils definierter geometrischer Form und Größe zu verwenden. Dadurch lässt sich der Volumenfüllungsgrad der Schüttung des Pulverbetts Vorhersagen und optimieren. Zudem lässt eine besondere Ge staltung der Partikel in vielen Fällen eine gezielte Anordnung und/oder Orientierung der Partikel zu, die für eine weitere Steigung des Füllungsgrades nützlich ist.
Die Gruppe von Partikeln mit einer definierten geometrischen Form und Größe ermöglicht die Auswahl geeigneter Maßnahmen, die die Packungs dichte der Partikel oder des Pulverbetts vergrößern können. Diese Maß nahmen können beispielsweise eine Vibration des Pulverbetts, eine Vibration der jeweils dem Pulverbett hinzugefügten Partikel, eine Orientierung der Partikel vor ihrem Ablegen im Pulverbett oder eine gezielte Positionierung jedes einzelnen Partikels relativ zu den bereits im Pulverbett befindlichen Partikeln und/oder relativ zu den gleichzeitig hinzugefügten Nachbarpartikeln umfassen. Unter einer definierten geometrischen Form und Größe kann beispielsweise eine mathematisch definierte und reproduzierbare Form verstanden werden, die beispielsweise durch eine Funktion oder durch eine mathematische Annäherung die Außenkontur der Partikel festlegt und beschreibt. Es kann darunter auch eine Form und Größe verstanden werden, die durch den Produktionsprozess bis auf übliche Toleranzen festgelegt ist. In diesem Fall soll der Begriff der definierten geometrischen Form und Größe die beim Produktionsprozess unvermeidlichen Abweichungen in Form und/oder Größe mit einschließen.
Besonders vorteilhaft kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Partikel der ersten Gruppe jeweils dieselbe geometrische Form und Größe aufweisen. Damit kann in einfacher Weise eine symmetrische und homogene Verteilung der Partikel der ersten Gruppe erreicht werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Partikel der ersten Gruppe zwar dieselbe geometrische Form, jedoch eine Größenverteilung mit verschiedenen Größen aufweisen. Ebenfalls ist es möglich, dass die Partikel der ersten Gruppe jeweils dieselbe Größe, gemes sen beispielsweise am Volumen eines Partikels, einer Kantenlänge, dem Durchmesser oder der größten linearen Ausdehnung, jedoch unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Die Form der Partikel kann dabei so ausge bildet sein, dass die Partikel beispielsweise gut innerhalb einer Reihe oder in einer Schicht aneinanderreihbar oder in Richtung senkrecht zu den einzelnen Schichten stapelbar sind. Unter "derselben" Form und Größe sollen dabei auch solche Formen und Größen verstanden werden, die sich von einer Standardform oder Standardgröße lediglich um Herstellungstoleranzen unterscheiden.
Die Größe der Partikel kann dabei beispielsweise dadurch definiert sein, dass die maximale Größenabweichung von einer Zielgröße beispielsweise 50 % oder nur 20 %, nur 10 % oder weniger als 5 % der Größe der Partikel beträgt. Die Größenverteilung der Partikel kann auch dadurch gegeben sein, dass beispielsweise maximal 10 % der Partikel mehr als 10 % oder 20 % Größen differenz zu einer Zielgröße aufweisen oder nur 5 % der Partikel eine Größen differenz von mehr als 10 %, 20 % oder 30 %.
Zudem kann eine Implementierung vorsehen, dass zusätzlich zu der ersten Gruppe wenigstens eine zweite Gruppe und insbesondere wenigstens eine weitere Gruppe von Partikeln vorgesehen ist, wobei die Partikel der zweiten Gruppe und insbesondere der weiteren Gruppen sich voneinander und/oder von den Partikeln der ersten Gruppe bezüglich der geometrischen Form und/oder Größe unterscheiden. Die Form und/oder Größe der Partikel innerhalb einer der Gruppen soll jedoch jeweils übereinstimmen oder im Wesentlichen bis auf Toleranzen übereinstimmen. Beispielsweise können die Partikel der zweiten Gruppe bezüglich der Form und/oder Größe so ausge wählt werden, dass sie paarweise oder in größeren Gruppen jeweils mit den Partikeln der ersten Gruppe zusammenpassen, insbesondere formschlüssig. In Verbindung mit den Partikeln der ersten Gruppe können die Partikel der zweiten Gruppe beispielsweise auch Lücken zwischen den Partikeln der ersten Gruppe auffüllen oder umgekehrt. Insgesamt können die Partikel der ersten und der zweiten Gruppe und insbesondere auch noch weiterer Gruppen derart aufeinander abgestimmt sein, dass eine periodische Anordnung der Partikel aus unterschiedlichen Gruppen im Wechsel miteinander eine hohe Fülldichte ermöglicht.
In einer weiteren Implementierung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe jeweils wenigstens eine, wenigstens zwei oder wenigstens drei gerade Kanten und/oder wenigstens eine oder wenigstens zwei oder wenigstens drei ebene Grenzflächen aufweisen.
Bei einer platzsparenden Anordnung von Partikeln einer ersten Gruppe zueinander oder auch von Partikeln einer ersten und einer weiteren Gruppe relativ zueinander können die einzelnen Partikel so ausgerichtet werden, dass die geraden Kanten jeweils benachbarter Partikel zueinander parallel ausge richtet und insbesondere aneinander anliegend positioniert sind. Damit ist dann ein Zwischenraum zwischen den jeweils an ihren geraden Kanten an einander anliegenden Partikeln minimiert. Im Extremfall können die Partikel wenigstens teilweise eine prismatische Form oder die Form eines Kubus oder eines Quaders aufweisen.
Unter dem Begriff "prismatisch" soll in diesem Zusammenhang eine geometri sche Volumenform verstanden werden, die durch das Volumen definiert ist, welches durch Verschiebung einer Grundfläche entlang einer Geraden im Raum durchsetzt wird.
Mit einigen Prismenformen lässt sich eine 100%ige Volumenfüllung erreichen, beispielsweise mit Dreiecksprismen, während mit anderen Prismenformen, wie beispielsweise Zylindern, keine 100%ige Volumenfüllung erreichbar ist. Es kann in einer Implementierung zudem vorgesehen sein, dass jedes Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei zueinander parallele Kanten oder wenigstens zwei zueinander parallele Grenzflächen aufweist.
Auch das Vorsehen von geraden und/oder zueinander parallelen Grenzflächen bei einer Gruppe von Partikeln oder bei mehreren Gruppen von Partikeln kann zum Erreichen einer hohen Volumenfüllung dadurch verwendet werden, dass die Partikel derart benachbart zueinander in dem Pulverbett abgelegt werden, dass jeweils die geraden Kanten oder Flächen benachbarter Partikel anein ander anliegen. Theoretisch lässt sich bei Verwendung von bestimmten prismatischen Formen, beispielsweise bei Kuben oder Quadern, eine Volu menfüllung von 100 Prozent erreichen.
Eine weitere Implementierung kann beispielsweise vorsehen, dass jedes Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigs tens einer weiteren Gruppe eine prismatische Form, insbesondere die
Form eines Dreiecks-, Vierecks- oder Vielecksprismas oder eines Kreis- oder Ellipsenzylinders, aufweist. Dies ist beispielsweise auch dann realisierbar, wenn nur die erste Gruppe oder nur eine erste und zweite Gruppe von Partikeln vorgesehen ist.
Eine weitere Implementierung des Materialsystems kann vorsehen, dass jedes Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigs tens einer weiteren Gruppe durch Extrudieren oder durch Ausschneiden oder Stanzen aus einem Grundkörper hergestellt ist, wobei der Grundkörper insbesondere planparallele Deckflächen aufweist. Dies gilt auch dann, wenn nur die erste Gruppe oder nur zwei Gruppen von Partikeln vorgesehen sind. Es können somit auch alle Partikel derselben, ersten Gruppe angehören und durch Extrudieren oder Ausschneiden oder Stanzen hergestellt sein.
Bei der Herstellung von Partikeln durch Extrusion kann sichergestellt werden, dass die einzelnen Partikel im Querschnitt die Form eines Zylinders oder eines Prismas erhalten, und es ist lediglich durch gleichmäßiges Ablängen sicherzu stellen, dass alle Partikel dieselbe Größe erhalten. Auch durch Ausstanzen der Partikel aus einem Blech oder einer flachen Platte kann beispielsweise er reicht werden, dass alle Partikel die gleiche reproduzierbare Form haben.
Wenn beispielsweise die Partikel in Form von Butzen, also planparallelen runden Platten, durch Stanzen hergestellt, so lässt sich jede Schicht solcher Partikel einzeln durch Platzieren der einzelnen Partikel nebeneinander sehr homogen hersteilen. Auf die Methode der Positionierung der einzelnen Partikel wird weiter unten noch näher eingegangen.
Das Stanzen ist ein mögliches Herstellungsverfahren für die gezielte Form gebung für prismatische Partikel. Ebenso können aus Drähten zylindrische Abschnitte erzeugt werden. Auch hier sind wieder verschiedene Querschnitte möglich.
Auch können mit einem Laser prismatische Körper aus Blechen ausge schnitten werden. Hier ergibt sich eine große Formfreiheit, und es können unterschiedliche Formen in einem Produktionsschritt erzeugt werden.
Die Erzeugung von prismatischen Körpern kann nicht nur durch Schneiden oder Trennen erfolgen. Ebenso können solche Körper aufbauend erzeugt werden. Ein Beispiel ist das Siebdrucken von keramischen oder metallischen Massen. Im Anschluss wird das so erzeugte Produkt gesintert und kann im Schichtbauprozess verwendet werden.
Ebenso ist es möglich, solche Partikel durch Kristallisationsprozesse zu er zeugen. Dabei wird das Kristallwachstum bei einer gewissen Größe gestoppt und so eine monodisperse Verteilung erreicht.
Eine weitere Implementierung der Erfindung kann beispielsweise vorsehen, dass jedes Partikel oder ein Teil der Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe eine Beschich tung trägt und/oder dass alle oder einige der Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe eine Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere Rauigkeit, aufweisen, die sich von derjenigen anderer Partikel unterscheidet. In diesem Fall können bei spielsweise die Partikel, die später zur Herstellung des Körpers selektiv miteinander verbunden werden sollen, jeweils beschichtet sein oder bezüglich ihrer Oberflächenbeschaffenheit besonders gestaltet sein, so dass diese Partikel im Unterschied zu den benachbarten Partikeln, die später entfernt werden sollen, effizient miteinander verbunden werden können. Dazu kann beispielsweise eine Beschichtung dienen, die einfach durch hinzugefügte Stoffe lokal selektiv als Binder aktiviert werden kann, oder eine Rauigkeit, die durch ein Hinzufügen eines Binders, beispielsweise eines Katalysators, eines Aktivators oder eines Klebers, die Verbindung entsprechend vorbehandelter Partikel ermöglicht. Dabei kann die Beschichtung selbst bereits einen Kleber, ein Lot, einen Binder, einen Aktivator oder einen Katalysator aufweisen, oder die Beschichtung kann durch lokal selektive Hinzufügung eines weiteren Stoffes Bindereigenschaften entwickeln.
Zudem kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Partikel Bohrungen oder Ausnehmungen aufweisen, durch die innerhalb des aus den Partikeln hergestellten Bauteils Kanäle gebildet werden. In diesem Fall kann durch die Ausnehmungen/Kanäle nach dem Zusammenfügen der Partikel zu dem herzustellenden Körper gezielt ein System von Öffnungen/Kanälen erzeugt werden, das eine gewünschte Porosität herstellt und/oder einen Stofftransport, beispielsweise einen Gastransport, durch den herzustellenden Körper ermöglicht.
Die Erfindung bezieht sich außer auf ein Materialsystem der oben erläuterten Art auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus einem derartigen Materialsystem, wobei vorgesehen ist, dass nacheinander Partikel mittels einer ersten Zuführeinrichtung und insbesondere mittels einer zweiten oder weiteren Zuführeinrichtung durch jeweils einen Zuführkanal der jeweiligen Zuführeinrichtung ihrem jeweiligen Bestimmungsort auf einem Pulverkuchen zugeführt werden, wobei die Partikel oder eine Untermenge der Partikel insbesondere eine vorbestimmte Orientierung aufweisen oder in einer bestimmten Orientierung an ihren Bestimmungsort bewegt werden.
Mittels einer Zuführeinrichtung können bei geeigneter Gestaltung dieser Einrichtung Partikel exakt an ihre Zielposition im Pulverbett befördert werden. Die Zuführeinrichtung kann auch so gestaltet werden, dass außer der Zielposi tion des Partikels auch die Orientierung des Partikels festgelegt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine optimierte Stapelung und Reihung der Partikel im Pulverbett zu erreichen. Werden mehrere Zuführeinrichtungen, insbesondere für Partikel verschiedener Gruppen, verwendet, so können die Partikel aus verschiedenen Gruppen auch in gezielter Reihenfolge und Anordnung im Pulverbett relativ zueinander positioniert werden.
Die Zuführungseinrichtung kann beispielsweise so gestaltet sein, dass die Partikel einzeln nacheinander an ihre Zielorte gebracht werden. Die Ziel genauigkeit kann derart sein, dass jedes Partikel bis auf eine Genauigkeit von zehn Teilchengrößen oder sogar zwei oder einer Teilchengröße an seinen Bestimmungsort gebracht werden kann. Dafür ist es denkbar, dass die Bewe gung jedes Partikels durch wenigstens eine oder zwei Führungsflächen bis zum Bestimmungsort geführt wird.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Partikel durch Vibration oder unstetige Zufuhr kinetischer Energie entlang des Zuführkanals / der Zuführkanäle bewegt werden. Hierunter sollen alle denkbaren Formen der mechanischen Anregung verstanden werden, beispielsweise auch eine Anregung mittels Schall- oder Ultraschallwellen.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Partikel schichtweise, insbesondere jeweils in einer Schichtdicke von einem Partikel, auf den Pulverkuchen auf gebracht werden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Partikel, die zur Bildung des Körpers miteinander verbunden werden sollen, derart aus den zur Verfügung stehen den Partikeln oder Partikelgruppen ausgewählt werden, dass sie eine Eigen schaft, beispielsweise eine Beschichtung, aufweisen, die eine wirksame Verbindbarkeit mit den jeweils benachbarten Partikeln in dem Pulverkuchen ermöglicht, oder dass die zu verbindenden Partikel an ihrem Bestimmungsort im Pulverkuchen durch lokal gezielte Zugabe eines Stoffes, insbesondere eines Klebers, eines Binders, eines Aktivators oder eines Katalysators, verbunden oder für eine Verbindung vorbereitet werden. Durch diesen Schritt wird ge zielt sichergestellt, dass die Partikel, die jeweils einen Teil des herzustellenden Körpers bilden sollen, so ausgewählt werden, dass sie zur Verbindung mit Nachbarpartikeln eingerichtet sind. Weitere benachbarte Partikel, die zwar im Pulverbett angeordnet werden, jedoch nicht zu dem eigentlichen herzu stellenden Körper gehören, weisen diese Beschaffenheit nicht auf und können nach der Herstellung des Körpers ohne weiteren Aufwand entfernt werden.
Letztlich bezieht sich die Erfindung außer auf ein Materialsystem und ein Verfahren zur Herstellung von Körpern auch auf eine Vorrichtung zur Her stellung eines Körpers mittels eines Materialsystems der oben erläuterten Art mit einer, zwei oder mehr Zuführeinrichtungen für Partikel zu deren je weiligem Bestimmungsort an einem Pulverkuchen mit jeweils einem Zuführ kanal, entlang dessen die Partikel jeweils bis zu ihren Bestimmungsorten bewegbar sind.
Um eine Schicht mit einer hohen Dichte zu erzeugen, sollten die Partikel innerhalb dieser Schicht angeordnet werden können. Für eine solche An ordnung können Vibrationen genutzt werden. Dazu werden die Partikel innerhalb einer Vorrichtung zur Herstellung von Körpern auf eine leicht schiefe Ebene aufgebracht. Durch die Wirkung der Vibration laufen sie in Richtung der Schwerkraft. An der Kante des Baubehälters stauen sie sich dabei auf und verdichten. Für dieser Art der Verarbeitung eignen sich beson ders zylindrische Partikel. Diese bilden aufgrund ihres zylindrischen Mantels besonders leicht dichte Packungen, da jeder Zwischenraum zwischen zwei Partikeln eine Potentialsenke darstellt, die die Partikel bei der Wirkung von Vibrationen bevorzugt einnehmen.
Zylindrische wie quaderförmige Partikel können ebenso aber auch gezielt aus dem Kollektiv vereinzelt werden und an eine im Aufbau befindliche Schicht angelegt werden. Dazu kann beispielwiese eine Zuführeinrichtung mit einem Zuführkanal in Form einer Düse verwendet werden, die vereinzelte Partikel als Partikelstrang führt und diesen Strang an die bereits vorhandene Schicht an- legen kann. Um die Schicht dicht zu erzeugen, können wiederum Vibrationen eingesetzt werden.
Um die Aufbaugeschwindigkeit zu steigern, können mehrere solcher Düsen gleichzeitig verwendet werden. Je nach Partikelmaterial können dabei die Düsen für einen einzelnen Partikel nicht nebeneinander angeordnet werden, da der Aufbau einer Düse breiter als ein Partikel selbst ist. Einen Ausweg stellt es dar, zwei Düsenreihen übereinander in Richtung senkrecht zu den aufzubringenden Schichten anzuordnen und die Partikel auf einer Ebene zusammenlaufen zu lassen.
Die Geschwindigkeit der jeweiligen Beschichtungsverfahren kann für die Gesamtaufbaurate des Schichtbauverfahrens hinderlich sein. Deshalb bietet es sich an, die Schicht nicht in der Vorrichtung für das Schichtbauverfahren, sondern außerhalb und separat zu erstellen und diese Schicht dann in den Baubehälter einzubringen. Dabei ist im Gegensatz zum Aufbauen in der Vorrichtung ein Transferschritt notwendig. Dieser Transferschritt macht es erforderlich, die lose Schicht vorübergehend zu binden. Dies kann beispiels weise über ein schaltbares Vakuum oder im Falle magnetischer Partikel über ein Magnetfeld erfolgen. Die Schicht kann dann auf eine Platte übertragen werden, die ihrerseits die Schicht in die Anlage befördert und hier wieder freigibt.
Ebenso kann die vorübergehende Verbindung auf einem temporären Binder beruhen. Dieser Binder wird dann nach Abschluss des gesamten Bauprozesses aus dem Pulverkuchen entfernt und so das eigentliche Bauteil freigegeben. Zum Entfernen können Löseprozesse, das Schmelzen, Verdampfung oder Sublimation verwendet werden. Das Mittel muss so gewählt werden, dass der eigentliche Baukörper keinen Schaden nimmt.
Die auf die oben beschriebenen Weisen erzeugten Schichten sind durch eine hohe Dichte in der Ebene einer Schicht charakterisiert. Durch den Sortier prozess und kleinste Ungleichheiten der Partikel kann es dazu kommen, dass die Oberfläche einer Schicht nicht perfekt plan vorliegt. Dies führt im weiteren Bauprozess zu einer in Höhenrichtung nicht perfekten Packung und Dichte. Ebenso kann dies zu Packungsfehlern innerhalb einer Schicht führen. Deshalb kann es sinnvoll sein, eine neue Schicht, ob online erzeugt oder aufgelegt, in der Vorrichtung oder schon vorher außerhalb zu kalibrieren. Dies kann beispielsweise durch Drücken mit einer geraden Platte oder Walzen erfolgen. Sind die Partikel ausreichend fest zueinander gebunden, kann auch Schleifen eine Möglichkeit sein. So kann die Oberfläche nivelliert werden, und die nächsten Partikel können sicher und mit einer hohen Dichte aufgelegt werden. Die Verwendung von zylinderförmigen Partikeln ermöglicht es direkt, analog zu den Verfahren des Standes der Technik, die Partikel über Aufdrucken eines Binders oder mit einem Energiestrahl zu verfestigen. Dies wird ermöglicht, da in einer Lage zwischen den Partikeln eine prismatische Fehlstelle offen bleibt, durch die die Flüssigkeit des Binders oder Strahlung dringen kann. So können die einzelnen Partikel nicht nur miteinander, sondern auch die Schichten untereinander selektiv verfestigt werden.
Um beispielsweise die Flüssigkeit des Binders in der jeweils unteren Schicht zu verteilen, kann es sinnvoll sein, dass die Partikel an ihrer Oberfläche eine Struktur aufweisen. Die Struktur kann Kanäle darstellen, in die die Flüssigkeit des Binders durch Kapillarkräfte gesogen wird. Ebenso können solche Kanäle Strahlung zu Punkten, die nicht direkt in der Eindringrichtung der Strahlungs quelle liegen, gewissermaßen leiten.
Schwieriger als zylindrische Partikel sind quaderförmige oder kubische Partikel zu einer dichten Schicht anzuordnen. Wird eine Vorrichtung mit Vibrations wirkung verwendet, so kann die zusätzliche Kraftwirkung in Richtung einer Ecke eines in der Schicht bereits angeordneten Kubus zeigen. Da zusätzlich zur räumlichen Positionierung der Partikel auch gedreht werden muss, sind der Energiebedarf und die Fehleranfälligkeit insgesamt höher.
Bei kubischen Systemen ist der Wirkzugang zu unteren Partikelschichten für Binder oder Strahlung theoretisch bei perfekter Packung komplett blockiert. Somit kann ein Energieeintrag nur oberflächlich Partikel in der Schicht be einflussen oder muss die Partikelschicht durchdringen. Deshalb ist es denkbar, bei der Formung der Partikel neben der globalen geometrischen Gestalt weitere geometrische Merkmale zu realisieren. Dies können Nuten sein, die ähnlich zum System mit zylinderförmigen Partikeln einen Energieeintrag oder eine Substanz zu jeweils schon verdeckten Schichten leiten. Ebenso können aber auch Bohrungen durch die Partikel führen. Solche Strukturen können quasi symmetrisch auf jeder Oberfläche eines Quaders angebracht sein.
Ebenso ist es aber möglich, Partikel zu erzeugen, deren besondere Merkmale orientiert sind. Solche Partikel müssen bei der Erzeugung der Schicht wieder richtig orientiert werden, um funktionsgemäß in der Schicht zu wirken. Derartige Kanäle können bei der Herstellung des Partikels über verschiedene Verfahren eingebracht werden. Sie können beispielweise beim Stanzen über ein entsprechend geformtes Werkzeug erzeugt werden. Ebenso ist es möglich, für einen Stanzprozess eine Platine oder ein Blech mit einer besonderen Oberflächentextur, die Kanäle oder Wirkstrukturen enthält, zu verwenden. Diese Struktur kann geprägt werden, mit einem Ätzverfahren erzeugt werden oder auch mit einer Laserstrukturierung aufgebracht werden.
Mit entsprechender Technik und ausreichendem Durchlauf können die Partikel auch einzeln bearbeitet werden. Bohrungen durch die gesamte Struktur sind so beispielsweise durch einen Laser im Millisekundentakt erzeugbar.
Durch die Strukturierung können ebenso Merkmale eingebracht werden, die nicht der Verbindung der Partikel dienen. Ein Beispiel können wieder die Bohrungen durch die einzelnen Partikel sein. Sie können zum Beispiel Gase durch den erzeugten Körper entweichen lassen. Eine solche Eigenschaft ist von Vorteil, wenn die Bauteile als Gießkerne in einem Gussverfahren zum Einsatz kommen.
Ebenso können Bohrungen während des Bauprozesses eingebracht werden. Diese können genutzt werden, um eine Wirkung, wie etwa eine Gasleitung, zu ermöglichen. Dazu kann beispielweise mit einem Laser eine bereits auf gebrachte Schicht selektiv mit Bohrungen versehen werden.
Werden orientierte Partikel in einer Schicht verwendet, ist es möglich, durch unterschiedliche Partikel und asymmetrische Bohrungen ein System zu erhalten, das es ermöglicht, nicht nur die gerade bedeckte Schicht, sondern, je nach Ausführung, auch Schichten darunter mit einer Wirkung, beispielsweise einem Energieeintrag oder einer Substanz, gezielt zu erreichen. Ein solcher Aufbau ermöglicht es beispielweise, mehrere Schichten übereinander vorzu bereiten und in einem gemeinsamen Schritt selektiv zu verfestigen. Es kann auch vorgesehen sein, speziell geformte Partikel zu nutzen, deren Oberfläche oder oberflächennahe Bereiche eine gegenüber dem Rest des Partikels andere Zusammensetzung oder Beschichtung aufweisen.
Eine solche Beschichtung kann zum einen die Oberfläche modifizieren und beispielweise für Flüssigkeiten benetzbar machen. Dies kann durch das Aufbringen von hydrophilen oder hydrophoben Substanzen gezielt gesteuert werden. Ebenso kann die Oberflächenbehandlung allein durch ihre geo metrische Textur das System beeinflussen.
Ebenso kann die Oberfläche mit weiteren funktionalen Materialien behandelt werden. Im Falle von chemischen Bindern könnten Katalysatoren für eine Verfestigungsreaktion auf der Oberfläche deponiert werden. Für energie strahlenbasierte Verfahren könnte beispielsweise ein Lot auf die Oberfläche aufgebracht werden.
Wird eine Schichterzeugungsmethode verwendet, die Partikel vereinzelt und so die Schicht - auch hoch parallelisiert - zusammenstellt, können gezielt unterschiedliche Partikel verwendet werden. Dies kann schichtweise erfolgen. So kann z. B. jede zweite Schicht in einem metallischen System ein zum ersten Metall andersartiges Metall sein. Ebenso ist es bei einer solchen Anordnung aber auch möglich, die Partikel vollkommen individuell zu sortieren.
Eine solche Anordnung mit speziell geformten Partikeln eröffnet die Möglich keit, den gewünschten Baukörper aus den gewünschten Materialien zu sammenzusetzen. Damit wird die bei Verfahren des Standes der Technik üblich selektive Verfestigung überflüssig. Die Selektivität findet im Aufbau prozess der Schicht statt. Der so erzeugte Pulverkuchen kann beispielsweise komplett nach dem Aufbauprozess gesintert werden.
Eine solche Anordnung hat neben dem Wegfall von geometrisch arbeitenden Wirkeinheiten, wie Druckköpfen und Lasern, den Vorteil, dass alle Schichten parallel aufgebaut werden können und erst in einem Folgeschritt verbunden werden. Dies ermöglicht es, den Prozess gegenüber allen bekannten Ver fahren schneller durchführen zu können und somit die Leistungsfähigkeit der Schichtbauverfahren massiv zu steigern. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren einer Zeichnung in
Ausführungsbeispielen gezeigt und nachfolgend erläutert. Dabei zeigen
Fig. la-c eine schematische Abbildung eines pulverbettbasierten 3D- Druckprozesses nach dem Stand der Technik,
Fig. 2a + b ein Schema einer realitätsnahen Schüttung aus natürlichem
Partikelmaterial als zweidimensionale Projektion,
Fig. 3a + b eine Darstellung beispielhafter Packungen,
Fig. 4a + b eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Packung aus Parti keln mit gezielter, determinierter Formgebung,
Fig. 5a + b ein Schema einer Packung aus gleichförmigen Zylindern als
Kompromiss zwischen Fertigungstechnik und Druckverfahren,
Fig. 6a-d erfindungsgemäße geometrische Modifikationen an Partikeln mit gezielter Formgebung,
Fig. 7a + b eine Modifikation an Partikeln mit gezielter Formgebung durch
Werkstoffbeeinflussung in oberflächennahen Bereichen,
Fig. 8 ein Beschichtungsverfahren mit Vibrationen zur Herstellung der dichten Packung,
Fig. 9 ein Beschichtungsverfahren mit speziell ausgebildeter Düse zur
Erzeugung der Packung,
Fig. 10 eine dreidimensionale Ausprägung des Beschichtungsver
fahrens mit speziell ausgebildeten Düsen,
Fig. 11 eine Abbildung eines Partikels mit spezieller Formgebung mit
Kanälen zur Verbindung der Partikel und Kanälen zur Leitung von Gasen beim späteren Einsatz als Formwerkstoff für Gieß verfahren,
Fig. 12 eine beispielhafte Darstellung von Partikeln mit einer Kodie rung unterschiedlicher Lagen,
Fig. 13a + b ein Schema eines Pulverkuchens mit zwei verschiedenen
Partikelsorten und
Fig. 14a-c verschiedene Partikel in prismatischen Formen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
Beispiel 1: Binderjetting-Verfahren mit zylindrischen Stanzbutzen
Ein Bauteil soll gießtechnisch nach dem Verfahren mit verlorener Form hergestellt werden. Dafür wird eine Form aus verbundenem Partikelmaterial (Figur 2) benötigt, die Innen- und Außenkonturen des Gussbauteils definiert und nach dem Gießprozess entfernt werden kann. Nach Entfernen der Guss form bleibt dann das gewünschte Gussbauteil übrig. Die Form soll nach Figur la-c mit einem additiven Fertigungsverfahren, dem sogenannten Binderjetting-Verfahren, hergestellt werden. Dieses basiert auf einem schichtweisen Aufbau (Figur 1, 107) eines Formgrundstoffs aus Partikel material (Fig. 1, 105), welcher über Einsatz eines Bindersystems (Figur 1, 106) in definierten Bereichen (Fig. 1, 108) miteinander verbunden wird. Durch Wiederholen dieses Vorgangs ist es möglich, dreidimensionale Bauteile zu produzieren.
Im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels sollen als Formgrundstoff (Figur 1, 105) Partikel in Form sogenannter Stanzbutzen (Figur 5, 500) verwendet werden. Diese entstehen durch einen Stanzprozess, wie er beispielsweise beim Lochen von Blechen industriell Anwendung findet. Die Stanzbutzen (Fig. 5, 500) weisen bedingt durch Schneidstempel und Matrizengeometrie gleich bleibende Abmessungen und Rundheiten auf. Im Vergleich zur Verwendung von natürlich gebrochenem Formgrundstoff in Partikelform, wie beispielswei- se Quarzsand (Figur 2, 200) kann über gezielt in determinierter Form erzeug ten Formgrundstoff (Figur 2, 203) eine erhöhte und vor allem vorhersagbare und definierte Packungsdichte (Figur 2, 204) realisiert werden. Die praktische Umsetzung zum Einbringen des künstlich hergestellten Formgrundstoffs (Figur 2, 203) kann beispielsweise über eine leicht gekippte Bauplattform oder einen im Gesamten verkippten Drucker gezielt erzeugt werden (Figur 8).
Die Stanzbutzen (Figur 5, 500) gleicher Größe und Form, die aus einem Metall, einem Kunststoff, einer Keramik oder einem anderen Material bestehen können, werden über Vibration (Figur 8, 801) in die energetisch günstigste Anordnung gebracht. Auf dem Rand stehende Partikel werden somit zum Kippen gebracht und bleiben in der energetisch günstigsten Anordnung auf ihrer größten Fläche liegen, welche durch den Durchmesser der Butzen definiert ist (Figur 8, 800). Die in einer Linie angeordneten und durch Vibration (Figur 8, 801) sortierten Partikel (Figur 8, 800) werden über eine Kante auf dem Baufeld dergestalt abgelegt, dass eine Fläche mit dichtestmöglicher und definierter Packungsdichte und Lage entsteht. Diese Eigenschaft kann über gezieltes Ablegen aller weiteren Schichten auch in Richtung senkrecht zu den Schichten erreicht werden (Figur 5, 402). Mittels einer visuellen Kontrolle können ungewünschte Geometrieabweichungen und Sortierfehler der Butzen automatisiert erkannt und örtlich zugeordnet detektiert werden (Figur 10).
Durch die genau definierten Oberflächen und Geometrieabmessungen des künstlich erzeugten und gezielt angeordneten Partikelmaterials (Figur 2, 500) kann jedes nicht plan aufliegende oder verkippte Partikel (Figur 10, 1004) einzeln erkannt werden. Über Einsatz einer Rakel können leicht verkippte oder nicht in der richtigen Position liegende Partikel weggeschoben werden.
Eine Besonderheit bei Einsatz der gezielt hergestellten und geometrisch definierten Stanzbutzen (Figur 5, 500) als Formgrundstoff ist die definierte Dichte über das gesamte Baufeld. Die Dichte und Position einzelner Partikel können vor Ausführung des Prozesses bereits vorhergesagt und mit ent sprechenden erwarteten Eigenschaften des hergestellten Körpers verknüpft werden. Während bei Einsatz von natürlich gebrochenen Formgrundstoffen (Figur 2, 200) eine Setzung des Pulverkuchens durch Nachverdichtung sowie typische anisotrope Eigenschaften im Pulverkuchen vorhanden sind, können diese Effekte bei Einsatz des geometrisch definierten Formgrundstoffs (Figur 5, 500) verhindert werden. Weiter ist die Prozessierung aufgrund der immer gleichen Partikel extrem stabil.
Jede Schicht aus nebeneinander und bezüglich Orientierung und Position definiert angeordneten Stanzbutzen (Figur 5, 500) wird über einen Druck prozess (Figur 1) mit einem Einkomponenten-Wasserglasbinder (Figur 1, 106) benetzt. Das Einbringen des Binders kann über den Volumenstrom beim Druckprozess massenmäßig eingestellt werden. Weiter kann die Benetzung über Positionierung der Druckdüsen örtlich gesteuert werden, um eine gewünschte Benetzung sicherzustellen. Über eine Infrarotlampe, die das Baufeld überstreicht, wird in einem weiteren Prozessschritt der Wasserglas binder durch Wasserentzug ausgehärtet, und die Metallpartikel werden miteinander verbunden. Nach Absenken der Bauplattform (Figur 1, 102) kann eine weitere Schicht (Figur 1, 101) Stanzbutzen (Figur 5, 500) aufgebracht werden, welche unabhängig von der bereits existierenden Schicht (Figur 1, 108) positioniert und auch unabhängig davon mit Wasserglasbinder benetzt werden kann. So ist es durch stetiges Wiederholen möglich, dreidimensionale Bauteile mit jeweils einzigartiger Partikelstruktur und Benetzungsanordnung pro Bauteilschicht herzustellen. Wie bereits beschrieben, wird der gesamte Prozess zur Qualitätskontrolle optisch überwacht, und detektierte Fehler werden sofort eliminiert. Somit ist die Schichtstärke immer wie gewünscht eingeregelt, und die gedruckte Metallform ist für weitere Prozessschritte in jeder Schicht dokumentiert. Dies kann beispielsweise für die virtuelle Vorher sage von Eigenschaften auch in nachgelagerten Prozessen, wie dem Entkernen nach einem Gießprozess, von Bedeutung sein.
Ist das dreidimensionale Bauteil fertig gedruckt, wird der Kern entweder manuell oder in einem automatisierten Prozess aus dem Pulverbett entpackt, und die nicht mit Wasserglas aneinandergebundenen Stanzbutzen werden abgeschüttelt. Durch die definierte Geometrie des Formgrundstoffs (Figur 5, 500) und die sichere Prozessführung kommt es nicht zum Aneinanderhaken und Verkeilen einzelner Partikel, und Anhaftungen können vermieden werden. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber dem herkömm lichen Prozess mit natürlich gebrochenen Formgrundstoffen (Figur 2, 200) dar, in welchem der Prozess des Auspackens und des Lösens der Anhaftungen an den Formen eine Herausforderung für die geforderte technische Sauberkeit der Formen darstellt. Nicht korrekt angebundene Partikel würden sich beim Gießprozess lösen und können im Gussbauteil eingeschlossen werden. Ein flüsse auf die mechanischen Eigenschaften und Oberflächenfehler können die Folge sein.
Die anorganisch gebundenen Formen werden durch einen Nachhärteprozess im Ofen vor der Verwendung in einem Gießprozess auf gewünschte Festig keiten eingestellt und können dann nach dem Stand der Technik abgegossen werden. Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Methode sind die verbesserte Maßhaltigkeit und die gute Vorhersagbarkeit von Anisotropie- und Oberflächeneigenschaften. Die Oberflächeneigenschaften können in allen Dimensionen prozessbedingt kontrolliert werden, und die Anisotropie tritt, sofern beabsichtigt, nur noch in Richtung des Schichtaufbaus auf. Da die Anisotropie durch die definierte Geometrie und Benetzung der Partikel aber vorhersagbar ist, kann diese prozessbedingt berücksichtigt werden. Als Folge sind im Vergleich zum Stand der Technik, wie bereits beschrieben, verbesserte Maßhaltigkeiten und Oberflächengüten bei gleichzeitiger Steigerung der Prozessstabilität möglich.
Anstelle von zylindrischen Stanzbutzen können beispielsweise auch längere zylindrische Prismen 1401 (Figur 14a), Dreiecksprismen 1402 (Figur 14b) oder Prismen mit quadratischem Querschnitt 1403 (Fig. 14c) verwendet werden.
Nicht gebundenes Material kann leicht recycelt werden. Über eine Kontroll siebung werden die sofort wiederverwendbaren Stanzbutzen (Figur 5, 500) einem Vorratsbehälter zugeführt und stehen für einen weiteren Druck wieder zur Verfügung. Die gebundenen Partikel können nach dem Guss mechanisch getrennt und von Binderresten befreit werden. Durch den höheren Schmelz punkt der Partikel gegenüber dem vergossenen Leichtmetall sind die Partikel nicht beschädigt, weiterhin maßhaltig und können wiederverwendet werden. Das Entfernen des spröden Wasserglases (Figur 1, 106) von den einzelnen Partikeln kann beispielsweise über mechanische Krafteinwirkung über eine Prallplatte bewerkstelligt werden, so dass das Wasserglas von den Partikeln abplatzt und anschließend über Wind-Sichten getrennt werden kann.
Beispiel 2: Lasersintern auf kubische Packung
Zur Herstellung eines Funktionsbauteils mit erhöhten Anforderungen bezüg lich Maßhaltigkeit und Festigkeitseigenschaften werden kubische Partikel (Figur 4, 400) mittels eines Lasersinterprozesses miteinander verbunden. Die zunächst stochastisch orientierten kubischen Einzelpartikel (Figur 4, 400) werden über Vibration (Figur 8, 801) auf einer Rüttelplatte energetisch angeregt und kommen in der energetisch günstigsten Anordnung zum Liegen. Die eingebrachte Energie der Rüttelplatte reicht nicht aus, um die Partikel erneut aus dieser energetisch günstigen Position herauszuhebeln. Über Verkippen der Rüttelplatte in zwei Dimensionen können die Partikel neben einanderliegend positioniert werden (Figur 8, 802) oder über eine Rüttelrinne, die einen Zuführkanal definiert, positionsgenau auf einer Bauplattform abgelegt werden (Figur 8, 800). Durch konsequente Anwendung dieses Prinzips ist die Bildung einer geschlossenen Partikelschicht auf der Bauplatt form mit aneinandergereihten kubischen Partikeln möglich (Figur 4b). Es entsteht eine hochdichte Schichtpackung. Durch positionsgenauen Energie eintrag mittels eines Laserstrahls werden im Anschluss innerhalb des so gebildeten Pulverbetts im Volumen des herzustellenden Körpers einzelne Partikel gezielt durch Verschmelzen der Kontaktflächen zwischen jeweils zwei Partikeln miteinander verbunden. Bestimmte Kontaktbereiche oder Grenzflä chen 700, 701 (Figur 7) von Partikeln 400 können beschichtet oder aufgeraut sein, um ein Sintern, Verkleben oder Verlöten durch lokale Lasereinwirkung zu erleichtern oder überhaupt erst zu ermöglichen.
Dieser Prozess wird durch Einsatz speziell präparierter Partikel mit Nuten oder Führungskanälen zur Durchleitung des Laserstrahls weiter verbessert (Figuren 6b, 6c, 6d). So wird durch intelligente Positionierung und Aneinanderreihung von Führungskanälen und Nuten der Laserstrahl gezielt geführt und durch geleitet. Auch ein Energieeintrag zu gewünschten konventionell nicht zu gänglichen Verbindungspunkten, die durch die aneinandergereihten Partikel selbst verdeckt werden, ist somit möglich. Bei Bedarf bringt der Laser nach Verbinden der Einzelpartikel in einer Ebene weitere geometrische Merkmale in eine Bauteilschicht ein. So können über diesen Prozess beispielsweise Kühl kanäle durch Einlasern von Nuten erzeugt werden (Figur 6b).
Durch konsequente Anwendung des Schichtaufbaus werden dreidimensionale Bauteile mit nahezu 100%iger Packungsdichte hergestellt. Diese weisen auf grund der hohen Packungsdichte Festigkeiten auf, die mit herkömmlichen 3D-Druckmethoden mit zufällig geformten Grundkörpern nur unter Inkauf nahme von Eigenspannungen und Verzug erreichbar sind. Ein weiterer durch die erhöhte Packungsdichte hervorgerufener Effekt ist die verbesserte Wärmeleitfähigkeit, die wiederum die mögliche Leistungsdichte für den Einsatz in Funktionsbauteilen, beispielsweise für die Gießereitechnik, erhöht.
Nach Fertigstellung des 3D-Bauteils wird dieses entpackt, und nicht gebunde ne Partikel werden nach dem Entfernen des Bauteils von der Bauplattform einem Sammelbehälter zugeführt. Dadurch, dass nicht gebundene Partikel während des Druckprozesses weder eine Temperaturbelastung noch eine chemische Modifikation erfahren haben, sind diese ohne Recyclingaufwand sofort wieder einsetzbar. Das Bauteil ist ohne Putzaufwand sofort einsatz bereit und kann direkt für eventuelle Nachfolgeoperationen verwendet werden. So sind eingedruckte Gewindegänge in Bohrungen aufgrund der erzielbaren kleinen Toleranzbänder beispielsweise ohne mechanische Nach arbeit sofort verwendbar.
Beispiel 3: Sortiertes Partikelkontinuum mit Blocksinterung
Für den Einsatz in der Gießereitechnik wird eine verlorene Form benötigt. Diese wird unter Verwendung eines sortierten Partikelkontinuums (Figur 4b), d. h. mehrerer Gruppen von Partikeln mit gruppenweise unterschiedlicher Form und/oder Größe, hergestellt, das durch einen thermischen Prozess an definierten Kontaktstellen verbunden wird, so dass eine kompakte Geometrie mit hoher Maßgenauigkeit (Figur 4b, Figur 5b) und einer hohen Oberflächen güte entsteht, die für den anschließenden Gießprozess geeignet ist. Zur Herstellung der komplexen Geometrie mit Hinterschneidungen werden sowohl kubische Partikel (Figur 4, 400) mit einer dünnen Beschichtung (Figur 13, 1300) aus einem niederschmelzenden Lot als auch unbeschichtete Partikel (Figur 13, 400) verwendet. Die über eine Rüttelrinne in definierter Lage vor liegenden Partikel werden über zwei Vereinzelungsschienen gefördert. Die zwei Vereinzelungsschienen sind in einer Linie mit entgegengesetzter Förder richtung angebracht. Die Förderrichtung der beiden Vereinzelungsschienen ist jeweils aufeinander zu gerichtet, und die Einzelpartikel (Figur 4, 400) werden auf einem im rechten Winkel dazu laufenden Förderband positioniert. Dies stellt sicher, dass durch gezielte Förderimpulse an einer der beiden Förder schienen auf dem Förderband eine Aneinanderreihung von Einzelpartikeln (Figur 8, 800) aus einer der beiden Förderschienen möglich ist. Durch Neben einanderlegen von linienförmigen Partikelsträngen in definierter Länge wird ein flächiges Partikelkontinuum / eine Partikelanordnung mit beschichteten und unbeschichteten Partikeln gebaut. Jedes Partikel, das in direktem Kontakt mit einem Nachbarpartikel mit Lotummantelung steht, wird im anschließen den thermischen Prozess mit diesem verbunden. Sowohl der Prozess der Partikelliniengenerierung als auch das Aneinanderreihen der einzelnen Partikellinien zu einer Fläche wird parallelisiert. Die einzelnen Flächen, be stehend aus Einzelpartikeln, werden in definierter Reihenfolge übereinander abgelegt, und es entsteht ein dreidimensionaler Pulverkuchen, der den gewünschten Körper, wenn auch ungebunden, bereits enthält (Figur 13b).
Der Pulverkuchen wird in einem Ofen auf eine Temperatur knapp oberhalb der Schmelztemperatur der Lotbeschichtung erhitzt. Jedes Partikel, das in direktem Kontakt mit einem beschichteten Partikel in Kontakt steht, wird durch diesen Prozess mit diesem verbunden. Alle unbeschichteten Partikel (Figur 13, 400), die nicht in direktem Kontakt mit einem beschichteten Partikel (Figur 13, 1300) stehen, bleiben vom Wärmeeintrag weit unterhalb der Schmelztemperatur der Partikel selber unbeeinflusst. Da die Wärmeausdeh nung der beschichteten (Figur 13, 1300) und der unbeschichteten Partikel (Figur 13, 400) aufgrund der im Verhältnis zum Volumen der Partikel sehr dünnen Beschichtung als gleich angenommen werden kann, entstehen beim Wärmeeintrag keine Spannungen im Bauteil. Im anschließenden Auspackprozess werden die ungebundenen Partikel (Figur 13, 400) durch Abheben des Körpers der Gießform von der Bauplattform entfernt. Durch Schwenken und Drehen in allen Raumrichtungen der Form rieseln nicht gebundene Einzelpartikel (Figur 13, 400) heraus und sammeln sich in einem Sammelbehälter. Da es möglich ist, dass sich beim Auspacken aufgrund von Bindungsfehlern oder mechanischer Krafteinwirkung unvorher gesehen auch beschichtete Partikel (Figur 13, 1300) lösen und diese sich mit unbeschichteten Partikeln vermischen können, werden im Anschluss alle gelösten Partikel einem Sortierprozess unterzogen.
Die geputzte und thermisch verbundene Form wird jetzt mit Schmelze gefüllt. Der heiße Gießwerkstoff kühlt an der Kontaktflache zur Form aufgrund der sehr guten Wärmeleitfähigkeit der Form rasch ab und bildet sehr schnell eine feste Randschale. Dieser Prozess läuft schneller ab als das Aufschmelzen der Bindungen zwischen den Einzelpartikeln der Form. Durch den stetigen Wär meeintrag durch das Gussbauteil in die Form erhöht sich die Temperatur in der Form aber stetig, und die Lotverbindungen zwischen den einzelnen Partikeln lösen sich. Dieser Effekt ist gewünscht und führt im Verlauf des Gießprozesses zu einer automatischen Entkernwirkung, welche nach her kömmlichen Methoden in einem nachgelagerten Prozess aufwendig nachge schaltet werden muss.
Aspekte der Erfindung
Im Folgenden werden Aspekte der Erfindung erwähnt, die jeweils für sich genommen oder in Kombination mit anderen Aspekten oder mit Merkmalen der Patentansprüche eine Ausführungsform der Erfindung bilden oder die Erfindung fortbilden können:
1. Materialsystem zur Herstellung von komplexen 3D-Bauteilen mit
Partikeln, deren Gestalt über mathematische Funktionen eindeutig beschreibbar und/oder determinierbar ist. la. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln,
dadurch gekennzeichnet, dass Partikel verwendet werden, deren Gestalt und/oder Größe durch einen Herstellungsprozess determiniert ist.
2. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel ver wendet werden, deren Gestalt durch eine Konstruktionsprozess oder Herstellungsprozess bestimmt ist.
3. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass zylindrische Parti kel verwendet werden.
4. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass kubische Partikel verwendet werden.
5. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel mit hexagonalem Grundriss verwendet werden.
6. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel oberflächliche geometrische Modifikationen aufweisen.
7. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel gezielt geformte Bohrungen aufweisen.
8. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel künstliche Erhöhungen auf der Oberfläche aufweisen.
9. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel oberflächlich werkstoffbeeinflusst sind. 10. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel oberflächlich beschichtet sind.
11. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus der Werkstoffgruppe Metalle, Kunststoffe, Keramik, Naturstoffe, Salze und Mineralien oder Mischungen daraus bestehen.
12. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine maximale Kantenlänge von 10 pm bis 50 cm aufweisen.
13. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel im Inneren weitere Funktionalstrukturen aufweisen.
14. Materialsystem zur Herstellung von 3D-Bauteilen mithilfe eines
Schichtbauprozesses mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel im Inneren elektrisch besonders leitfähige Bereiche aufweisen.
15. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel verwendet werden, deren Gestalt und Größe über mathematische Funktionen eindeutig beschreibbar ist.
15a. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel verwendet werden, deren Gestalt durch einen Herstellungsprozess bestimmt wird.
16. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel einzeln räumlich zusammengestellt werden.
17. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel schichtweise auf eine Bauplattform oder auf eine schon erstellte Schicht aufgelegt
werden.
18. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel zu einem kompletten Pulverkuchen zusammengestellt werden.
19. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel während eines Schichtbauprozesses zusammengestellt werden.
20. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel parallel zu einem Schichtbauprozess zusammengestellt werden und schichtweise verwendet werden.
21. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel gezielt selektiv miteinander verbun den werden.
22. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel miteinander verklebt werden.
23. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel selektiv verschmolzen werden.
24. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel selektiv verlötet werden.
25. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über einen Verbindungsprozess als gesamter Pulverkuchen verbunden werden.
26. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über einen Verbindungsprozess als gesamter Pulverkuchen versintert werden. 27. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über einen Verbindungsprozess als gesamter Pulverkuchen verlötet werden.
28. Verfahren zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über einen Verbindungsprozess als gesamter Pulverkuchen verklebt werden.
29. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung Partikel verwendet werden, deren Gestalt über mathematische Funktionen eindeutig beschreibbar ist.
29a. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung Partikel verwendet werden, deren Gestalt durch einen Herstellungsprozess bestimmt wird.
30. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über Vibrationen angeordnet wer den.
31. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über Vibrationen zu Schichten inner halb eines Schichtbauprozesses angeordnet werden.
32. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über Vibrationen zu Schichten paral lel zu einem Schichtbauprozess zusammengestellt werden und schichtweise verwendet werden.
33. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über Vibrationen und gerichtete Kräfte angeordnet werden. 34. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über Vibrationen und/oder magne tische oder gravitative Kräfte angeordnet werden.
35. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel über Absonderung von speziellen Düsen angeordnet werden.
36. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Partikel über Absonderung aus speziellen Düsen gezielt relativ zueinander angeordnet werden.
37. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Düsensysteme gleichzeitig und parallel den Pulverkuchen aufbauen.
38. Vorrichtung zur Herstellung von 3D-Bauteilen mit Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel selektiv auf einer Plattform abgelegt werden können und die selektive Anordnung verwendet wird, um ver schiedene Partikelsorten in einer Ebene anzuordnen.
Bezugszeichenliste
100 Druckkopf
101 Beschichter
102 Bauplattform
104 Baubehälter
105 Partikelmaterial
106 Tropfen
107 frisch erzeugte Schicht
108 bedruckte/verfestigte Schicht
200 Partikel mit unregelmäßiger Form
201 schüttungsbedingter Hohlraum
203 rundes oder sphärisches Partikel
204 Bereich dichter Packung 301 sphärisches Partikel in der ersten Ebene
302 sphärisches Partikel in der zweiten Ebene
303 sphärisches Partikel in der Zwischenebene
400 Partikel mit spezieller Formgebung
400a, 400b, 400c Kanten
401 Partikel der ersten Schicht/Ebene
402 Partikel der zweiten Schicht
402a, 402b, 402c Kanten
500 zylindrisches Partikel (Butze)
601 Wirkkanal für Schichtverbindung
602 Wirkverteilstruktur
603 Wirkkanal durch das Partikel
604 künstliche Erhöhung
605 Normalniveau/Oberfläche/Vertiefung
700 durchgängig beeinflusste Randschicht
701 lokale Beeinflussung
800 in die Packung integriertes Partikel
800a, 800b Grenzflächen
801 Vibration
802 auf die Schüttung zulaufendes Partikel
802a, 802b Grenzflächen
901 Hohlraum Reißverschlussbereich
902 Führungsschiene
1000 Partikeldüse auf Grundniveau
1001 Partikeldüse auf angehobenem Niveau
1002 Partikel auf Grundniveau
1003 Partikel auf angehobenem Niveau
1004 Absenkstelle für die Einpassung der Partikel in die Schüttung
1200 Partikel mit zwei Wirkkanälen für selektive Höhenwirkung - obere Lage
1201 Partikel mit Wirkkanälen - untere Lage
1202 Wirkkanal für Verbindung zwischen oberer und unterer Lage
1203 Wirkkanal für Verbindung nach unten
1300 Partikel mit spezieller Formgebung und Materialeigenschaften

Claims

Patentansprüche
1. Materialsystem zur Herstellung eines Bauteils in einem additiven
Fertigungsverfahren mit mindestens einer ersten Gruppe von Partikeln (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802, 1002, 1003, 1200,
1201. 1300), die jeweils eine definierte geometrische Form und Größe aufweisen.
2. Materialsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802, 1002, 1003,
1200. 1201. 1300) der ersten Gruppe jeweils dieselbe geometrische Form und Größe aufweisen.
3. Materialsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der ersten Gruppe wenigstens eine zweite Gruppe und insbesondere wenigstens eine weitere Gruppe von Partikeln (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802, 1002, 1003, 1200, 1201, 1300) vorgesehen ist, wobei die Partikel der zweiten Gruppe und insbe sondere der weiteren Gruppen sich voneinander und/oder von den Partikeln der ersten Gruppe bezüglich der geometrischen Form und/oder Größe unterscheiden.
4. Materialsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802, 1002, 1003, 1200, 1201, 1300) der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe jeweils wenigstens eine, wenigstens zwei oder wenigstens drei gerade Kanten (400a, 400b, 400c, 402a, 402b, 402c) und/oder wenigstens eine oder wenigstens zwei oder wenigstens drei ebene Grenzflächen (800a,
800b, 802a, 802b) aufweisen.
5. Materialsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass jedes Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei zueinander parallele Kanten (400a,
400b, 400c, 402a, 402b, 402c) oder wenigstens zwei zueinander paral lele Grenzflächen (800a, 800b, 802a, 802b) aufweist.
6. Materialsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass jedes Partikel (500, 1401, 1402, 1403) der ersten Grup pe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe eine prismatische Form, insbesondere die Form eines Drei ecks-, Vierecks- oder Vielecksprismas oder eines Kreis- oder Ellipsen zylinders, aufweist.
7. Materialsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass jedes Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe durch Extrudie ren oder durch Ausschneiden oder Stanzen aus einem Grundkörper hergestellt ist, wobei der Grundkörper insbesondere planparallele Deckflächen aufweist.
8. Materialsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass jedes Partikel oder ein Teil der Partikel der ersten Grup pe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe eine Beschichtung (700, 701) trägt und/oder dass alle oder einige der Partikel der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe und/oder wenigstens einer weiteren Gruppe eine Oberflächenbeschaf fenheit, insbesondere Rauigkeit, aufweisen, die sich von derjenigen anderer Partikel unterscheidet.
9. Materialsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung einen Kleber, ein Lot, einen Binder, einen Aktivator oder einen Katalysator aufweist.
10. Materialsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, dass ein oder mehrere Partikel Bohrungen oder Aus nehmungen (601, 602, 603) aufweisen, durch die innerhalb des aus den Partikeln hergestellten Bauteils Kanäle gebildet werden.
11. Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus einem Materialsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander Partikel (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800,
802, 1002, 1003, 1200, 1201, 1300) mittels einer ersten Zuführein richtung (902, 1000, 1001) und insbesondere mittels einer zweiten oder weiteren Zuführeinrichtung durch jeweils einen Zuführkanal der jeweiligen Zuführeinrichtung ihrem jeweiligen Bestimmungsort auf einem Pulverkuchen zugeführt werden, wobei die Partikel oder eine Untermenge der Partikel insbesondere eine vorbestimmte Orientie rung aufweisen oder in einer bestimmten Orientierung an ihren Bestimmungsort bewegt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet dass Partikel (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802, 1002, 1003, 1200,
1201. 1300) unterschiedlicher Beschaffenheit, insbesondere ver schiedener Gruppen, mittels verschiedener Zuführeinrichtungen (902, 1000, 1001) zu ihrem jeweiligen Bestimmungsort bewegt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel durch Vibration oder unstetige Zufuhr kinetischer Energie entlang des Zuführkanals / der Zuführkanäle bewegt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802,
1002. 1003. 1200. 1201. 1300) schichtweise, insbesondere jeweils in einer Schichtdicke von einem Partikel, auf den Pulverkuchen aufge bracht werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich net, dass die Partikel (203, 301, 302, 303, 400, 401, 402, 500, 800, 802,
1002. 1003. 1200. 1201. 1300), die zur Bildung des Körpers mitein ander verbunden werden sollen, derart aus den zur Verfügung stehen den Partikeln oder Partikelgruppen ausgewählt werden, dass sie eine Eigenschaft, beispielsweise eine Beschichtung (700, 701), aufweisen, die eine wirksame Verbindbarkeit mit den jeweils benachbarten Parti keln in dem Pulverkuchen ermöglicht, oder dass die zu verbindenden Partikel an ihrem Bestimmungsort im Pulverkuchen durch lokal ge zielte Zugabe eines Stoffes, insbesondere eines Klebers, eines Binders, eines Aktivators oder eines Katalysators, verbunden oder für eine Ver bindung vorbereitet werden.
16. Vorrichtung zur Herstellung eines Körpers mittels eines Material
systems nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine, zwei oder mehr Zuführeinrichtungen (902, 1000, 1001) für Partikel zu deren jeweiligem Bestimmungsort an einem Pulverkuchen mit jeweils einem Zuführkanal, entlang dessen die Partikel jeweils bis zu ihren Bestimmungsorten bewegbar sind.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020004612A1 (de) * 2020-07-29 2022-02-03 Exentis Group Ag Verfahren zum Herstellen eines 3D-Formkörpers sowie Vorrichtung unter Verwendung einer Siebplatte

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4575330A (en) 1984-08-08 1986-03-11 Uvp, Inc. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5155324A (en) 1986-10-17 1992-10-13 Deckard Carl R Method for selective laser sintering with layerwise cross-scanning
US5340656A (en) 1989-12-08 1994-08-23 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
US6259962B1 (en) 1999-03-01 2001-07-10 Objet Geometries Ltd. Apparatus and method for three dimensional model printing
WO2004011177A2 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Akira Kawasaki Building a three-dimensional structure by manipulating individual particles
EP1674192A1 (de) * 2004-12-23 2006-06-28 Reinhard Greiwe Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauelements aus Hohlkugeln
DE102005021641A1 (de) * 2005-05-06 2006-11-09 Neue Materialien Bayreuth Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers
EP2054216A2 (de) 2006-08-20 2009-05-06 Voxeljet Technology GmbH Selbstaushärtendes material und verfahren zum schichtweisen aufbau von modellen
DE102015016272B3 (de) * 2015-12-16 2017-05-11 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zur additiven Fertigung eines Kunststoffbauteils und Verwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Hybridbauteils

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3222371A1 (de) * 2016-03-24 2017-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum additiven herstellen eines bauteils mit mehreren baumaterialien
JP7017562B2 (ja) * 2016-05-13 2022-02-08 マントル インク 付加製造に使用するための焼結可能な金属ペースト

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4575330A (en) 1984-08-08 1986-03-11 Uvp, Inc. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US4575330B1 (de) 1984-08-08 1989-12-19
US5155324A (en) 1986-10-17 1992-10-13 Deckard Carl R Method for selective laser sintering with layerwise cross-scanning
US5340656A (en) 1989-12-08 1994-08-23 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
US6259962B1 (en) 1999-03-01 2001-07-10 Objet Geometries Ltd. Apparatus and method for three dimensional model printing
WO2004011177A2 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Akira Kawasaki Building a three-dimensional structure by manipulating individual particles
EP1674192A1 (de) * 2004-12-23 2006-06-28 Reinhard Greiwe Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauelements aus Hohlkugeln
DE102005021641A1 (de) * 2005-05-06 2006-11-09 Neue Materialien Bayreuth Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers
EP2054216A2 (de) 2006-08-20 2009-05-06 Voxeljet Technology GmbH Selbstaushärtendes material und verfahren zum schichtweisen aufbau von modellen
DE102015016272B3 (de) * 2015-12-16 2017-05-11 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zur additiven Fertigung eines Kunststoffbauteils und Verwendung des Verfahrens zur Herstellung eines Hybridbauteils

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