排出体积流的方法技术

在一种用于分配连续液滴的体积流以通过具有液相的并且能凝固的材料制造三维产品的方法中，将液相材料引入材料储蓄器内。为液相施加压力(p)，以便从可循环的出口中分配液滴形式的材料，以在构造空间内构造三维产品。由于在液相材料的粘度改变时，通过调节的方式重新调整包括压力(p)、出口的循环时间(tB)或循环运动(SB)、或温度(θ)的一个过程参数，同时保持其他的过程参数，以便实现预定的液滴尺寸，提供了一种实现恒定的不连续体积流的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 交叉引用相关申请 本申请要求于2012年3月14日提交的德国专利申请号10 2012 004988. 9的优 先权，在本说明书中纳入该申请的公开内容以作参考。
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于排出由连续液滴组成的体积 流以生产三维物体的方法。
技术介绍
从DE 10 2004 025 374 Al中已知这种方法，其中，排出反应元件的液滴，并且这 些液滴与在基底上存在的基础反应元件进行接触，以便逐层生产具有不同材料特征的三维 物体。这产生物体部分，其中，获得从一个材料特征到另一个材料特征的渐变。根据被测层 的厚度，可调节液滴尺寸，而无需注意加工材料的粘度，该粘度可最终在制造过程中变化。 从EP 1 886 793 Bl中可知，在注射成型技术中将已知的塑化单元和加压的材料 储存装置耦合，以生产液相材料。为了在构造室中在物体支架上制造物体，通过排出口以液 滴形式排出该材料，由于材料的粘合强度，所以这需要施加高压并且一般还施加高温。 在该装置中，使用通常在注射成型中使用的标准材料的塑料部件生产的优点与为 单项或小批量生产而生产塑料部件的可能性相结合。允许不使用模具来生产部件，这些部 件具有与注射成型部件的性能相似的性能。 为了生产这种单独部件或小批量尺寸，例如，样品，也已知进一步的制造工序，这 些工序普遍称为原型制作和快速制造。生产这种部件，无需使用模具，即，无需使用形 成模具，在大部分情况下，根据3D数据生产几何图形。使用适当的方式（例如，通过应用热 量来熔化粉末层，例如，通过激光）、生成系统（例如，印刷工序）（通过不同的方式限制粉末 颗粒）或者还使用所谓的熔化带方法，生产这些具有各种形式的几何图形。 实际上，人们发现，在使用从EP 1 886 793 Al中已知的用于进行生产的方法时， 一个部件需要较长的构造时间。虽然通过几何构造在熔体压力发生器中并且因此在整个系 统中保持尽可能少的熔体，但是另一方面，这种量不能太少，这是因为否则在排放液滴时， 出口的每个开口对压力水平的动态影响很大，由于其惯性，所以熔体压力控制器不能跟踪 该压力水平。另一方面，所排出的塑料的量取决于以下参数：温度、在压力发生器内的液化 熔体、熔体压力和出口喷嘴的几何图形以及出口的孔板的打开时间和行程，并且还取决于 受到总停留时间的影响的熔化材料的粘度。此外，塑料材料的固有粘度以更高的切变速率 减小粘度，这进而影响液滴尺寸及其与先前已经排出的液滴结合的趋势。 现有技术还公开了一种测量方法，其中，确定每单位时间从喷嘴中排出的材料。该 值表示为g/l〇分钟，通过活塞促使塑料材料穿过直径为2. 095mm的喷嘴。借助重量施加 所需要的力。在规定值时，必须始终规定所使用的测试温度和标称质量。根据DIN EN ISO 1133限定该方法。在确定通过这种方式建立的与熔体流动速率对应的MFI值时，仅仅在限 定的操作点上确定塑料材料的流动性。不考虑在过程参数改变时（尤其根据停留时间）的 流动性的任何变化。
技术实现思路
基于该现有技术，本专利技术的目的在于，提供一种实现恒定的不连续的体积流的方 法。 通过具有权利要求1的特征的方法，实现该目的。 根据本专利技术，在起始点或参考点处确定与过程相关的瞬时初始固有粘度，并且该 粘度通过过程控制件用作液滴尺寸的校正变量。优选地，控制变量是在材料储存装置中的 压力，其中，每个排出液滴的压力生成输送件的平均位移粘度被确定为被测变量，并且其随 着恒定的过程参数的变化用作压力的校正变量。或者，开口的各个循环时间或闭合时间tB、 或各个循环运动Sb或行程、或在此处优选地使用的固体接头的孔径用作控制变量。原则上， 熔化温度0也适于用作控制变量，但是由于其反应相当慢并且有时是非线性地，所以明显 更难以建立闭环控制器。这种闭环控制器具有高D分量或者必须用作模糊闭环控制器。 闭环控制能够补偿由例如原材料批次相对于独立测量的模型参考点的波动造成 的一般固有粘度的干扰影响或差异。材料在材料储存装置中的停留时间也可引起相似的干 扰影响。 通过输送件，例如，注射螺栓，有利地施加压力，止回阀作为闭合件安装在该输送 件上。这种止回阀可显示出泄漏流，在确定控制算法的特征值时，可由校正因子考虑该泄漏 流。 从从属权利要求以及一个示例性实施方式的以下描述中，展现出其他的优点。 【附图说明】 下面参照在图中示出的一个示例性实施方式，更详细地解释本专利技术，其中： 图1示出用于确定系统特征值和初始液滴尺寸的流程图； 图2示出确保具有压力的恒定液滴尺寸作为控制变量的特征值控制的流程图； 图3示出用于制造三维物体的装置的部分剖视图。 【具体实施方式】 现在，参照附图，使用实例，更详细地解释本专利技术。然而，实施方式仅仅是示例不应 将本专利技术概念限于特定配置。在详细描述本专利技术之前，应指出的是，不限于该装置的特定元 件以及特定方法步骤，这是因为这些元件和方法可变化。在本文中使用的术语仅仅旨在描 述特定的实施方式，而非通过限制的方式使用。此外，如果整体环境并未明确地另有说明， 在说明书或权利要求使用单数或不定冠词时，这也包括多个所述部件。 在查看根据图1和图2的步骤之前，首先，根据图3,解释用于生产三维物体50或 由能凝固材料制成的元件的装置。在开始时是液相或者可液化的材料用于通过连续排出液 滴70来生产三维物体50。这可例如继续进行使得从排放单元12的出口 12b中连续排出单 独的液滴70,以便在位于通过驱动单元16相对于出口 12b可移动的物体支架13上的构造 室20中，逐片地生成物体50。能凝固材料是塑化材料，例如，硅树脂，或可塑化材料，例如， 热塑性塑料或实际上粉状材料。这些材料可为通常可获得的并且从而相对便宜的注射成型 材料，这是因为不需要特别快速的原型制作材料。该材料还可为在接触热量时可逆地熔化 的材料，因此，该材料可再循环。如果所述材料可由该装置塑化并且首先可由至少一个排放 单元12排出，可使用任何其他材料。 该材料可在设置在支撑台15上的处理单元11中塑化或处理并且由压力生成单元 10加压。压力P将液滴70的形成以及由此待制造的物体50的质量确定为熔化温度0或 出口 12b的循环时间tB或循环运动sB。液滴70的期望体积尤其在从0. 01到Imm3的范围 内。出口 12b的直径尤其小于或等于Imm,优选地大约为0. 1_。在输送件的完全传统的输 送速度为l〇〇cm/S时，所述输送件通过直径为0. Imm的所谓的针状浇口输送熔体，按照面积 为体积流获得10, 〇〇〇m/S值。这在假塑性质量中产生流速高达10, OOOm/s的层状正面流动。 在材料储存装置12c内的液相材料可通过由驱动部分12a驱动的出口 12b排出， 以产生物体50。在出口 12b处，可使用根据DE 10 2009 030 099B1优选地采用固体接头的 形式的孔板。 经处理的材料通常是所谓的非牛顿流体。其固有粘度n严重取决于任意的工序 设置，例如，温度、压力、在热量下的停留时间、初始固体的干燥程度等。然而，从要形成的 CAD模型部件中计算的薄片结构优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排出由连续液滴(70)构成的体积流以制造由能凝固的材料制成的三维物体(50)的方法，所述能凝固的材料在开始时具有液相，或者可液化以产生液相，所述方法具有以下步骤将液相材料引入材料储存装置(12c)内，在所述材料储存装置(12c)内的所述液相材料上生成压力(p)，从可循环的出口(12b)中逐滴地排出所述材料，以在构造室(20)内构造三维物体(50)，其中，所述液相材料具有取决于温度(θ)的粘度，其中，在制造所述三维物体期间，跟踪至少一个过程参数，同时保持其他过程参数，以适应于液滴尺寸，其特征在于，连续地检测所述液相能凝固的材料的粘度的变化，并且在所述液相材料的所述粘度改变的情况下，跟踪包括在所述材料储存装置(12c)内的压力(p)、出口(12b)的循环时间(tB)或循环运动(SB)、或温度(θ)的至少一个过程参数，同时保持其他过程参数，以实现预定的液滴尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.14 DE 102012004988.91. 一种排出由连续液滴（70)构成的体积流以制造由能凝固的材料制成的三维物体 (50)的方法，所述能凝固的材料在开始时具有液相，或者可液化以产生液相，所述方法具有 以下步骤 将液相材料引入材料储存装置（12c)内， 在所述材料储存装置（12c)内的所述液相材料上生成压力（p)， 从可循环的出口（12b)中逐滴地排出所述材料，以在构造室（20)内构造三维物体 (50)， 其中，所述液相材料具有取决于温度（9)的粘度， 其中，在制造所述三维物体期间，跟踪至少一个过程参数，同时保持其他过程参数，以 适应于液滴尺寸， 其特征在于，连续地检测所述液相能凝固的材料的粘度的变化，并且在所述液相材料 的所述粘度改变的情况下，跟踪包括在所述材料储存装置（12c)内的压力（p)、出口（12b) 的循环时间（tB)或循环运动（SB)、或温度（0)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特·凯布勒，埃伯哈德·迪夫内，奥利弗·谢斯林，
申请(专利权)人：阿博格有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE