用于涂覆至少一种材料的方法和装置、挤出机、3D打印头、3D打印机、机床和控制设备制造方法及图纸

总之，本发明专利技术涉及一种用于将至少一种材料(3、5)涂覆到基底或工件(WS)上的方法和装置、一种挤出机、一种3D打印头、一种3D打印机以及一种机床。本发明专利技术还涉及一种控制设备。所述装置具有主体(1)，其具有用于材料(3、5)的出口(7)。通过至少两个进入通道(2A、2B)将材料(3、5)输送给出口(7)，并且在那里进行混合和/或混杂。通过主体(1)相对于基底或工件(WS)的旋转运动使得材料(3、5)类似于双螺旋或辫状物地彼此混杂。有利地，材料的混合/混杂通过本发明专利技术得以改进。在应用到3D打印方法中时，或者工件(WS)或者主体(1)且进而出口(7)本身围绕着旋转轴线(d)旋转，其延伸穿过主体(1)的出口(7)。

Methods and devices for coating at least one material, extruder, 3D print head, 3D printer, machine tool, and control equipment

In conclusion, the invention relates to a method and device for coating at least one material (3, 5) on a substrate or workpiece (WS), an extruder, a 3D print head, a 3D printer and a machine tool. The invention also relates to a control device. The device has a body (1), which has an outlet (7) for material (3, 5). Materials (3, 5) are transported to the exit (7) through at least two entry channels (2A, 2B), and there are mixed and / or mixed. The material (3, 5) is mixed with two helix or braid by the rotation movement of the body (1) relative to the base or the workpiece (WS). Advantageously, the mixing / mixing of materials is improved through the invention. When applied to the 3D printing method, or the workpiece (WS) or the main body (1), and then export (7) itself revolves around the rotation axis (d), and it extends through the outlet (7) of the main body (1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涂覆至少一种材料的方法和装置、挤出机、3D打印头、3D打印机、机床和控制设备
本专利技术涉及一种用于将至少一种材料涂覆到基底或工件上的方法和装置、一种挤出机、一种3D打印头、一种3D打印机以及一种机床。本专利技术还涉及一种控制设备。
技术介绍
如今通常借助3D打印机来根据存储在计算机程序或者文件中的成型指令制造三维模型。借助3D打印机进行3D打印的一种可行性方案是熔融沉积成型(FDM)法，其中，使材料、尤其是塑料或者树脂熔化。借助喷嘴(出口)将熔化的材料沿着预先确定的路径涂覆在基底上。基底或者是未加工的工件或者是要在其上面生成工件的一个表面。然而迄今为止，只有在有限的情况下才有可能打印不同颜色的工件或者由不同的材料构成的工件。一种可能的解决方案在CN103770334A中公开。在其中所描述的3D打印机允许采用不同的材料或不同颜色的材料进行3D打印，其中，将不同的材料在一个3D打印头中组合并且紧接着将其涂覆到工件上。在DE102011075544A1中描述了一种打印头，其中，在喷嘴中通过添加色素对用于制造物体的聚合物束进行上色。迄今为止的现有技术的缺点在于，不可能高效地制造出具有连续的颜色过渡的工件。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，改进由多种材料和/或颜色构成的工件的制造。该目的利用一种根据权利要求1所述的装置来实现。另外，该目的利用根据权利要求7所述的方法来实现。另外，该目的通过根据权利要求11所述的控制设备、根据权利要求12所述的挤出机、根据权利要求13所述的3D打印头、根据权利要求14所述的3D打印机和根据权利要求15所述的机床或生产机床实现。在从属权利要求中描述有利的实施方案。借助装置制造工件，其中，该工件在完工后由第一材料以及第二材料和可能的其他材料构成。装置在此有利地用于至少将第一材料与第二材料如下地混合，使得在工件的每个空间点上存在限定的在第一材料与第二材料之间的混合比例。为了实现混合和/或混杂，通过第一进入通道将第一材料并且通过第二进入通道将第二材料添加给出口，从而在主体围绕着旋转轴线旋转时，材料以其液态实现搅拌、混杂和/或混合。通过对材料的这种搅拌或者混合或混杂，在工件的任何空间点上都可以使材料以预先确定的混合比例存在。材料的混合比例优选地通过对相应材料的体积流的控制或调节来实现。例如通过给料元件实现对体积流的控制或调节。分配通道用于将(有可能地部分区域以液体形式存在的)材料通过主体传输给出口。主体和/或分体或工件的旋转-尤其是围绕着延伸穿过出口的旋转轴线的旋转-用于使材料相互之间进行混合或混杂。出口的内侧例如理解为主体的出口的指向内侧的周面。出口的内侧与穿过出口的材料接触。因此，在将材料涂覆到基底和/或工件上时，旋转的出口通过在出口的内侧与材料之间的摩擦引起材料的充分混合和/或充分混杂。在大部分情况下，相对于工件或者相对于基底来旋转主体、挤出机或整个3D打印头比在主体/分体或挤出机固定的情况下旋转工件更简单。作为在材料静态的情况下围绕旋转轴线旋转主体的替代方案，在主体固定的情况下也可以使工件围绕着旋转轴线旋转。在将工件的旋转运动与主体或挤出机的平移运动组合的情况下，可以特别简单地配置对运动的控制。出口(输出开口)是主体的开口，通过该开口将材料从进入通道中涂覆到基底或工件上。从主体的外侧观察，出口是一个开口。该开口或出口构成进入通道的端部。同样地，工件相对于基底的组合式旋转运动是可行的，其中，工件或基底以及主体也旋转。在这种情况下，旋转也围绕着延伸穿过主体的出口的旋转轴线进行。旋转轴线不一定要延伸穿过工件的惯性轴线/对称轴线。主体或工件的旋转速度在此确定了材料相互之间的混杂或混合程度。有利地，进入通道在紧邻输出开口之前才汇聚，从而出口本身中的混合仅仅涉及到第一材料的和至少一种第二材料的一小部分。因此，在主体和/或工件或基底缓慢旋转时，以如下的方式进行对材料的混杂，即，由第一材料和第二材料构成的辫状的形成物从出口中出现。换句话说，材料的混合/混杂主要在主体或挤出机的外部进行。对于用金属或塑料作为材料的情况，出口也可以是高度为0.5mm到3mm的柱形开口，其中，进入通道在上遮盖面处汇入到出口中，并且出口的下遮盖面是主体的开口、即出口。有利地使用塑料、尤其是热塑性塑料、树脂和/或金属或金属合金作为材料。借助该装置可行的是，将材料在完工的工件上仅如下地混合，即，防止因为材料的不同物理属性而发生分离，这种分离可能在肉眼可见(makroskopischen)的混合比例中出现。在这里所描述的装置中，材料至少部分区域地以液体/熔化的形式穿过进入通道。在从主体的出口出去以后，材料硬化或冷却成为材料的固体混合物。这种硬化或者可以通过通常因为材料骤冷引起的固化实现，或者通过化学反应实现。在塑料的情况下，发生冷却，这导致强度的增加。对于用于固化的化学反应的示例是具有相应的固化剂的环氧树脂。该装置特别良好地适用于制造由具有第一颜色的材料和具有第二颜色的第二材料构成的不同颜色的工件。在此，不同颜色的、尤其是底色的材料可以以任何混合比例混合，并且因此可以提供具有能想到的任意图案或颜色构型的工件。借助控制设备对方法的实施进行控制和/或监控。控制设备有利地用于控制挤出机的或主体的和/或材料的或基底的平移运动。控制设备有利地也用于控制至少一个加热元件。为了设定材料的组成和/或工件的颜色，控制设备也用于控制给料元件。控制设备可以是机床的整体控制系统的一部分。控制设备也可以是软件的一部分，该软件补充了对机床、3D打印机或生产机床的控制。在该装置的一种有利的设计方案中，主体、尤其是在其整体上与出口、尤其是其内侧固定地连接。固定的连接在这里尤其被理解为抗扭的连接。在这种实施方案中，整个主体围绕着旋转轴线旋转。可以为旋转的主体分配其他的元件，像至少一个加热元件、用于第一材料的给料元件以及用于其他材料的至少一个另外的给料元件。通过主体的旋转和因此导致的出口内侧的旋转实现材料由于主体的旋转速度而发生的混合或混杂。在输出口旋转时，产生由材料构成的辫状物。至少一种材料的旋转速度和/或输送速度在此限定了第一材料与第二材料以及可选地与其他材料的混合程度。在另一种有利的设计方案中，主体具有分体，其中，分体能够相对于主体旋转，其中，进入通道延伸穿过分体，在此，为了对第一进入通道进行供给而设置有用于第一材料的送料系统，其中，为了对第二进入通道进行供给而设置有用于第二材料的另外的送料系统。有利地，主体和分体都具有进入通道。主体的和分体的进入通道的过渡利用送料系统实现。如果主体和/或分体具有三个或者更多进入通道，那么分体的每个进入通道有利地具有各自的送料系统。有利地，为第一进入通道分配第一送料系统，并且为第二进入通道分配第二送料系统。分体的进入通道用于将材料从相应的送料系统运输给主体的出口。分体是主体的一部分或者分配给主体的。送料系统有利地用于将材料从主体的进入通道转移到分体的进入通道。在该实施方式中，只有分体相对于(抗扭地布置的)主体以及相对于工件或基底旋转。通过马达或者带传动器可以使分配给主体的分体置于旋转运动。送料装置或至少一个另外的送料装置在此为分体的第一进入通道供应第一材料并且为分体的第二进入通道供应第二材料。在这种设计方案中特别有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将至少一种材料(3、5)涂覆到基底上或者工件(WS)上的装置，尤其是通过熔融沉积成型法，所述装置具有主体(1)，其中，所述主体(1)具有至少一个第一进入通道(2A)和第二进入通道(2B)，其中，所述第一进入通道(2A)设置用于第一材料(3)，其中，所述第二进入通道(2B)设置用于第二材料(5)，其中，所述进入通道(2A、2B)在所述主体(1)的出口(7)中汇合，其中，所述出口(1)的内侧和/或所述工件(WS)和/或所述基底能够围绕旋转轴线(d)旋转，其中，所述旋转轴线(d)延伸穿过所述出口，其中，至少在所述第一材料(3)和所述第二材料(5)通过所述出口(7)流出时，设置将所述第一材料(3)与所述第二材料(5)掺混。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.18 EP 15172648.61.一种用于将至少一种材料(3、5)涂覆到基底上或者工件(WS)上的装置，尤其是通过熔融沉积成型法，所述装置具有主体(1)，其中，所述主体(1)具有至少一个第一进入通道(2A)和第二进入通道(2B)，其中，所述第一进入通道(2A)设置用于第一材料(3)，其中，所述第二进入通道(2B)设置用于第二材料(5)，其中，所述进入通道(2A、2B)在所述主体(1)的出口(7)中汇合，其中，所述出口(1)的内侧和/或所述工件(WS)和/或所述基底能够围绕旋转轴线(d)旋转，其中，所述旋转轴线(d)延伸穿过所述出口，其中，至少在所述第一材料(3)和所述第二材料(5)通过所述出口(7)流出时，设置将所述第一材料(3)与所述第二材料(5)掺混。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述出口(7)形成所述进入通道(2A、2B)汇聚的端部。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述主体具有分体(1A)，其中，所述分体(1A)能够相对于所述主体(1)旋转，其中，所述进入通道(2A、2B)延伸通过所述分体(1A)，其中，为了对所述第一进入通道(2A)进行供给而设置有用于所述第一材料(3)的输送系统(25A)，并且其中，为了对所述第二进入通道(2B)进行供给而设置有用于所述第二材料(5)的另一个输送系统(25B)。4.根据权利要求1所述的装置，其中，为了使所述主体(1)或所述分体旋转而设置有马达(15)。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述主体(1)和/或所述分体(1A)具有至少一个加...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·耶恩尼克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE