用于拆取部件的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种用于拆取通过增材制造方法由颗粒材料填料(18)制造的部件(16)的方法。在该方法中，将具有向下开口的、垂直的周壁结构(22)的辅助架(20)设置到构造箱(10)的垂直的周壁结构(12)上方。此外，将构造箱(10)的构造平台(14)向上移动，从而将包围部件(16)的颗粒材料填料(18)从构造箱(10)输送至辅助架(20)。此外，辅助架(20)和包围部件(16)的颗粒材料填料(18)与构造箱(10)彼此移动分离，并且从颗粒材料填料(18)至少部分地拆取部件(16)并且从辅助架(20)移除。

Method and apparatus for removing parts

The invention discloses a method for removing a component (16) made of a particulate material filler (18) by means of a reinforcing material manufacturing method. In the method, an auxiliary frame (20) with a vertical circumferential wall structure (22) with a downward opening is arranged above the vertical circumferential wall structure (12) of the structural box (a). In addition, the construction platform (14) of the structure box (10) is moved upwards, and the particulate material filler (18) of the enclosing component (16) is transported from the structural box (a) to the auxiliary frame (20). In addition, the particulate material filler (18) of the auxiliary frame (20) and the enclosing member (16) is moved apart from each other by the structural case (10), and the component (16) is removed at least partially from the particulate material filler (18) and removed from the secondary frame.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于拆取通过增材制造方法由未固结颗粒材料的颗粒材料填料(Partikelmaterial-Schüttung)制造的部件的方法和设备，所述颗粒材料填料与部件一起被布置在一容纳空间中，该容纳空间在周向上(umfangsseitig)由构造箱(Baubox)的向上开口的、垂直的周壁结构(Umfangswandstruktur)所限定，在构造箱中容纳有高度可调节的构造平台(Bauplattform)，在该构造平台上布置有包围部件的颗粒材料填料。存在有很多种增材制造方法，其中要制造的部件由颗粒材料/粉末材料分层地构造。前后顺序地将单独的颗粒材料层施加到例如构造平台的整个面上。在这一方面，各颗粒材料层在其预定的部分区域中被选择性地固结，从而使得部件可由被选择性地固结的、上下布置并且至少部分重叠的颗粒区域构成。在这一方面，可以在如前所述方式所构造的构造箱中进行制造，当构造箱位于用来构造部件的相关3D打印机中时，该构造箱的垂直周壁在构造平台上放限定所谓的构造空间。增材制造方法的示例是例如选择性地打印粘合剂(Bindemittel)(例如多成分粘合剂中的一种粘合剂成分)或者选择性的激光烧结。增材制造方法(或者“分层制造方法”)除了所谓的快速原型制造(RapidPrototyping)之外还包括例如所谓的快速工具加工(RapidTooling)或所谓的快速制造(RapidManufacturing)。待制造的部件可以是例如铸模(Gussform)或铸造核心(Gieβkern)。颗粒材料可以是例如砂。然而，还应当理解的是，可以使用其它的颗粒材料并且可通过各种增材制造方法制造其它的部件。由于对各层进行选择性固结，在分层制造此类基于粉末的部件时，待制造的部件在构造过程中被嵌入松散的、未固结的颗粒材料中。换言之，(至少一个)部件在构造过程结束之前(至少部分地)由松散的、未固结的颗粒材料填料所包围。部件在其制造期间由松散的、未固结的颗粒材料所支撑可能是有利的。然而，在制造过程之后，部件必须从颗粒材料填料中提取出来，或者必须与松散的、未固结的颗粒材料分离。这被描述为所谓的“拆取”部件。所谓的拆取部件之后可以是对其进行(精细)清洁，从而移除粘在部件上的颗粒材料残留物。在这一方面，未固结的颗粒材料(或“未粘合的”颗粒材料)指的是在各层中被固结的部分区域之外的颗粒材料，即例如在各层中的打印区域或烧结区域之外的颗粒材料或者未打印或未烧结的颗粒材料。已知有多种方法用于拆取此类基于粉末的部件。例如可以通过借助于大功率抽吸设备吸走松散的颗粒材料来进行拆取。出于这一目的，在制成组件之后或在构造过程结束之后，借助于适当的抽吸设备(例如所谓的抽气枪或者抽气管)使第一对象从上方看显露出来，直至能够(例如用手)将其从构造箱中提取出来为止。随后，进行抽吸使下一个对象显露出来，然后进行提取，等等。在这种情况下，操作人员需要连续地使所有部件显露出来并对其进行提取。在可能的情况下，可以进行抽吸使在一个平面上的多个部件同时显露出来，并可随后对其进行提取。在这一方面，借助于抽吸设备对松散的颗粒材料进行耗时的抽吸是不适宜的。该结论也特别适用于其中容纳有大量未固结的颗粒材料的大的构造空间或大的构造箱的情况。特别是在手动进行抽吸的情况下，还存在有对象由于与抽吸设备发生接触而损坏的风险。而抽吸过程的自动化(例如借助于机械臂进行的颗粒材料抽吸)仅在付出大量成本的情况下才有可能实现，这是因为要针对新的对象在机械人中进行新的并且复杂的连续编程。该抽吸方法的另一缺点还在于，颗粒材料在抽吸之后仅能被高成本地收集到容器中并且回收利用。这通常要在分离器或适当的分离设备(其用于将颗粒材料从抽吸流/空气流中分离出来)中实现。另一缺点在于，所有与待抽吸的颗粒材料接触的部件(例如抽气枪、抽气管、分离器等等)都要承受很大程度上的磨损，特别是对于比如砂之类的高磨损颗粒材料而言尤其如此。如上所述，部件例如可以在所谓的构造平台上进行构造，从而使得颗粒材料填料和其中所容纳的部件在构造过程结束时置于构造平台上。在另一方面，构造平台可容纳在所谓的构造箱中。对于可充分地/适当地流淌的颗粒材料或者在可充分地/适当地流淌的颗粒材料填料的情况下有效的是，打开(为了将部件从颗粒材料填料拆取出来而在构造平台中形成的、可选择性地打开的)通孔，从而使得松散的颗粒材料向下从构造箱的容纳空间中落出/淌出(rieseln)。在许多情况下，颗粒材料可通过这种方式充分地排出/淌出。根据需要，例如如果松散的颗粒材料仅在相应开口的正上方区域中排出，从而使得在该相应开口的上方形成中空区域(所谓的在相应开口上方“形成桥(Brückenbildung)”)，可额外地使颗粒材料更松散，例如通过振动和/或通过吹入空气，和/或利用抽吸气流，从而经由通孔抽走颗粒材料。例如，WO2007/139938A2(特别参看其中的附图3A至3C)公开了使用以一定垂直距离彼此设置的两个多孔板，该多孔板上的孔在水平方向上相对于彼此有偏移地设置。在构造对象之后，在下部的多孔板的底侧施加真空，并因此在向下方向上抽走颗粒材料。此外，下部的多孔板可被配置成相对于上部的多孔板在水平方向上是可移动的，以使得孔能够相互对齐。换言之，上部的多孔板形成具有输出开口的构造平台，其中输出开口(在构造过程中)通过偏移下部的多孔板而被关闭。该实施方式的缺点在于，在一方面需要足够强的抽吸气流，在另一方面需要相对复杂的构造平台结构。US2008/0241404A1也公开了一种构造平台，其被配置成使得将未固结的颗粒材料向下通过该构造平台排出构造室。此处，例如参看图1。根据US2008/0241404A1，构造平台包括网格构件，该网格构件的开口在构造过程中通过下部阀门关闭。通过在构造过程之后打开阀门，能够将未固结的颗粒材料从构造室排出。US2002/0090410A1公开了一种拆取方法，其中穿过构造空间侧壁或者构造空间垂直的周壁，在一方面侧向吹入空气(在第一侧面上)，而另一方面侧向抽吸构造材料(在与第一侧面相对的第二侧面上)。根据US2002/0090410A1，与侧向吹动未固结的颗粒材料相结合，未固结的颗粒材料也被侧向抽吸。出于这一目的，必须将侧壁的尺寸确定得要相应较高，这是因为用于在构造过程中进行吹入/抽吸的侧向开口应当被定位于构造平台下方。由WO2005/025780已知了另一种拆取方法。该文献建议在制成组件后将构造平台移至抽吸位置，并且随后借助于侧向抽吸气流对部件进行拆取，由此能够实现未固结的构造材料的移除和成形体和载体或构造平台的冷却。在这种情况下，侧壁的尺寸也应当被确定得要相应较高。最后，WO01/10631A2公开了一种构造平台，其被配置成是多孔的，其中气体相应地通过孔和开口从底部吹入，这形成了某种类型的流态化床(Wirbelbett)，并且使包围所制成的对象的颗粒材料变松散。松散的材料向上从构造空间移除，特别是通过向上移动构造平台并结合倾斜构造空间来进行移除。例如参看WO01/10631A2的附图3和4。在存在该流态化床的情况下倾斜构造空间，可能导致部件移至涡流层(Wirbelschicht)中，并且例如导致部件相对于彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于拆取部件(16)的方法，所述部件(16)通过增材制造方法由未固结的颗粒材料的颗粒材料填料(18)制造，所述颗粒材料填料与所述部件一起被设置在一容纳空间中，所述容纳空间在周向上由构造箱(10)的向上开口的、垂直的周壁结构(12)所限定，在所述构造箱(10)中容纳有高度可调节的构造平台(14)，在所述构造平台上布置有包围所述部件的所述颗粒材料填料，所述方法的特征在于：将辅助架(20)在垂直方向上设置到所述构造箱(10)的所述垂直的周壁结构(12)上方，所述辅助架(20)具有向下开口的、垂直的周壁结构(22)并且被配置成容纳包围所述部件(16)的颗粒材料填料(18)，向上移动所述构造平台(14)，从而使得包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)从所述构造箱(10)输送到所述辅助架(20)并且被容纳在所述辅助架(20)中，将所述辅助架(20)和容纳在其中的、包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)与所述构造箱(10)彼此移动分离，从而使得所述构造箱(10)能够被用于下一个构造工作，以及将所述部件(16)至少部分地从所述颗粒材料填料(18)拆取出来和从所述辅助架(20)移除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 DE 102014112446.41.一种用于拆取部件(16)的方法，所述部件(16)通过增材制造方法由未固结的颗粒材料的颗粒材料填料(18)制造，所述颗粒材料填料与所述部件一起被设置在一容纳空间中，所述容纳空间在周向上由构造箱(10)的向上开口的、垂直的周壁结构(12)所限定，在所述构造箱(10)中容纳有高度可调节的构造平台(14)，在所述构造平台上布置有包围所述部件的所述颗粒材料填料，所述方法的特征在于：将辅助架(20)在垂直方向上设置到所述构造箱(10)的所述垂直的周壁结构(12)上方，所述辅助架(20)具有向下开口的、垂直的周壁结构(22)并且被配置成容纳包围所述部件(16)的颗粒材料填料(18)，向上移动所述构造平台(14)，从而使得包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)从所述构造箱(10)输送到所述辅助架(20)并且被容纳在所述辅助架(20)中，将所述辅助架(20)和容纳在其中的、包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)与所述构造箱(10)彼此移动分离，从而使得所述构造箱(10)能够被用于下一个构造工作，以及将所述部件(16)至少部分地从所述颗粒材料填料(18)拆取出来和从所述辅助架(20)移除。2.如权利要求1所述的方法，其中在所述构造箱(10)中，在所述构造平台(14)与包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)之间设置板状结构，例如多孔的板状结构(15)，以及将所述板状结构与设置在所述板状结构上并且包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)一起从所述构造箱(10)输送到所述辅助架(20)，并且与所述颗粒材料填料(18)和所述辅助架(20)一起进行相对移动从而离开所述构造箱(10)，例如移动到达在垂直方向上位于颗粒材料收集设备(30)上方的位置。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述辅助架(20)和容纳在其中的、包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)与所述构造箱(10)进行侧向相对移动从而彼此分离，例如侧向移动所述辅助架(20)和容纳在其中的、包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)，例如沿着引导结构(24)移动。4.如权利要求3所述的方法，其中所述辅助架(20)和容纳在其中的、包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)在垂直方向上设置到板状结构上方，例如设置到多孔的板状结构(15’)上方。5.如权利要求4所述的方法，其中将所述板状结构设置到颗粒材料收集设备(30)上方，或者将所述辅助架(20)和容纳在其中的、包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)首先移动到所述板状结构上方，并随后与所述板状结构一起移动到所述颗粒材料收集设备(30)上方。6.如权利要求4或5所述的方法，其中在所述辅助架(20)与所述多孔的板状结构(15’)之间发生侧向相对移动期间，所述多孔的板状结构(15’)的通孔由颗粒材料所填充和/或被覆盖，从而减少颗粒材料从所述辅助架(20)的排出。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在从所述颗粒材料填料至少部分地拆取所述部件期间，将包围所述部件(16)的所述颗粒材料填料(18)设置到多孔的板状结构(15、15’)上，例如根据权利要求2至6中任一项所述的多孔的板状结构上，所述多孔的板状结构(15、15’)例如被设置在颗粒材料收集设备(30)上方。8.如权利要求7所述的方法，其中将被至少部分地拆取的部件(16)与所述多孔的板状结构(15、15’)和所述辅助架(20)一起移至部件转接站(40)，在所述部件转接站(40)中，将所述部件和所述多孔的板状结构从所述辅助架分离，并且将所述部件例如与所述多孔的板状结构一起从所述部件转接站(40)输送到部件存储设备(50)。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在过程开始时将所述构造箱(10)设置到邻近颗粒材料收集设备(30)的构造箱-拆取位置，并且其中沿着引导结构(24)能够将所述辅助架(20)从所述构造箱-拆取位置移动至所述颗粒材料收集设备/将所述辅助架(20)从所述构造箱-拆取位置移动至所述颗粒材料收集设备，可选地经由所述颗粒材料收集设备进一步移动至如权利要求8所述的所述部件转接站(40)。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述辅助架(20)的垂直的周壁结构(22)被额外地向上开口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷纳·候彻斯曼，亚历山大·穆勒，斯文·克劳亚，马希米莲·鲍曼，沃尔夫冈·西格，雷娜特·拉岑贝格，丽莎·胡贝尔，
申请(专利权)人：伊科斯湾有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE