用于自动化的系列生产的3D打印机制造技术

本发明专利技术涉及一种3D打印机(1)，包括用于待制造的对象(3)的可调温的、热隔绝的构造空间(2)和沿着至少两个轴线(x，y)可运动的至少一个打印头(4a，4b)，该打印头能够将粉末状材料、糊状材料或液态材料局部地添材制造成所述待制造的对象(3)，其中，所述构造空间(2)的热隔绝部包括至少两部分的、能够随着所述打印头(4a，4b)运动的覆盖件(6，6a

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动化的系列生产的3D打印机


[0001]本专利技术涉及一种专门针对对象的简化的系列生产的3D打印机。

技术介绍

[0002]在借助3D打印增材制造对象时，材料被逐渐地添加到待制造的对象上并且在该对象上固化。为此，液态材料或糊状材料例如可以在提高的温度下从相对于待制造的对象可运动的打印头施加到待制造的对象上并且在那里通过冷却而凝固。例如用于金属初始材料的相应的打印头由DE 10 2015218 375A1已知。
[0003]在这些3D打印机和其他3D打印机中通常设置，在制造期间将待制造的对象在一个可调温的构造空间中保持在基本温度。

技术实现思路

[0004]在本专利技术的范畴内研发一种3D打印机。该3D打印机包括用于待制造的对象的可调温的、热隔绝的构造空间和沿着至少两个轴线可运动的至少一个打印头。该打印头能够将粉末状材料、糊状材料或液态材料局部地添材制造成待制造的对象。
[0005]材料尤其可以通过温度作用与待制造的对象连接。因此，在热的液体状态下从打印头流出的材料例如可以在冷却时与待制造的对象连接。然而，粉末状或糊状材料例如也可以通过在构造空间内的局部热作用，例如借助激光束与待制造的对象连接。
[0006]然而，糊状或液态材料例如也可以通过在构造空间内借助紫外线激活或固化而辅助地通过构造空间中的温度固化在待制造的对象上。
[0007]构造空间的隔热装置包括至少两部分的、能够随着打印头运动的覆盖件。该覆盖件的至少一个第一部分与打印头沿着两个轴线的运动固定地耦合。该覆盖件的至少一个第二部分能够借助至少一个可松开的耦合器件耦合到第一部分上。
[0008]已经认识到，以这种方式借助3D打印机可以明显地简化对象的系列生产。自动化的系列生产通常要求以自动化的方式从3D打印机中取出制成的对象，以便然后能够开始下一个对象的制造。被隔热装置从所有侧包围的结构空间对此是妨碍的。
[0009]现在，通过覆盖件的第二部分能够与打印头的运动脱耦，该第二部分例如可以放置在为此设置的停放位置上，并且然后，第一部分可以通过打印头的运动而从第二部分运动离开。以这种方式可以在构造空间中实现一个开口，通过该开口可以取出制造的对象。随后，覆盖件的第一部分可以又朝向覆盖件的第二部分运动并且因此结构空间又可以闭合。
[0010]为此，可以使用打印头的本来就存在驱动源。这与将结构空间的侧壁构型为可翻转或可滑动的门相比，能够在结构设计和硬件技术方面以更少的费事实现。
[0011]利用3D打印进行系列化生产的可能性又允许借助3D打印制造系列构件，这些系列构件的造型不能利用减除材料加工(如车削、铣削或钻孔)、通过铸造或甚至通过这些方法的组合实现。因此，实际能够系列生产的对象的范围被扩大到这种由于其造型而仅能借助3D打印实际制造的对象。这些对象尤其例如可以是它们的形状根据优化算法或根据分析计
算来选择，使得该形状能够最好地满足某些功能的对象。相比之下，在选择性地可以利用3D打印或利用传统材料加工制造的对象中，传统材料加工对于系列生产而言大多数更快。然而，在这种情况下，用于研发和测试的初始的小批量也可以合理地利用3D打印制造。对于在测试之后仍然需要改变最终造型的情况，则不会损失用于传统材料加工的装备成本。
[0012]在覆盖件的第一部分耦合到覆盖件的第二部分上的状态下，覆盖件的两个部分尤其例如可以相互接合、彼此邻接或以滑动防护装置的方式重叠。这些部分中的一个部分例如也可以以滑动防护装置的方式与另一部分重叠。
[0013]在一个特别有利的构型中，覆盖件的第一部分和覆盖件的第二部分在这些部分彼此耦合的状态下限定一个到构造空间中的贯通部。打印头能够通过该贯通部引导到构造空间中。尤其，打印头的加热装置例如可以位于构造空间内。由打印头产生的热量则可以大部分地保留在构造空间中。
[0014]在另一特别有利的构型中，3D打印机进一步包括布置在结构空间内的底板，用于接收待制造的对象。该底板能够至少沿着一个轴线运动，该轴线线性地独立于打印头沿着其可运动的轴线。尤其，底板例如可以垂直于打印头沿着其可运动的轴线而能够运动。
[0015]在另一特别有利的构型中，3D打印机进一步包括输送装置，该输送装置能够在覆盖件的第一部分与覆盖件的第二部分间隔开的状态下从构造空间中取出待制造的对象和/或底板。然后，3D打印机可以一个接一个地制造对象，而不需要人工干预。输送装置例如可以构造为抓取装置或机械臂。
[0016]在此，特别有利的是，不抓取对象本身，而是抓取底板。与详细地制造哪个对象无关地，总是能够以同样的方式抓取底板。这简化了在系列化生产内从一个待制造的对象切换到一个变化的或不同的对象。
[0017]此外，在构造空间外能够更简单地实现，将粘附在底板上的制造的对象机械地从底板分离。尤其，不存在3D打印机或其机械装置通过用于将对象从底板剥离所需的力作用而受损坏的危险。此外，底板可以在构造空间外清洁材料残余，使得可以从干净的底板开始又可重复地制造另外的对象。
[0018]在一个特别有利的构型中，至少有一个可松开的耦合器件是卡锁装置，该卡锁装置在覆盖件的第一部分接近第二部分时卡锁，而在第一部分从预给定的最低速度起快速用力地运动时解锁。卡锁装置尤其可以如此设计尺寸，使得其在打印头以在3D打印期间设置的速度运动时保持锁定。以这种方式尤其便于将覆盖件的第二部分放置在预给定的停放位置处，并且然后使第一部分从第二部分离开运动。
[0019]以这种方式打开构造空间可以通过阻挡装置进一步辅助，该阻挡装置在覆盖件的第二部分处于预给定的停放位置处时能够将该第二部分至少固定保持。该阻挡装置也可以与其它可松开的耦合器件共同作用。与可松开的耦合器件如何详细地构型无关地，可以通过覆盖件的第一部分施加足以松开的力到耦合器件上。
[0020]在另一特别有利的构型中，至少一个可松开的耦合器件是卡锁连接装置，该卡锁连接装置在覆盖件的第一部分接近时卡锁到第二部分中。设置一个附加的促动器，该促动器能够解锁卡锁连接装置。以这种方式，与借助控制装置相比，解锁的过程仅通过施加到耦合器件上的力是更加可重复的。对于耦合器件的“脱离”所需的力例如可以通过倾斜或粘合变化。此外，可以利用打印头的驱动源的全部动力，用于尽可能快速地移动打印头，并且能
够相应地快速制成对象。
[0021]特别有利地，促动器不是覆盖件的一部分，并且当覆盖件的第二部分处于预给定的停放位置处时，卡锁连接装置就正好能够解锁。然后，在打印头运动时，促动器不会改变其位置，使得结构设计上更简单地向该促动器供给能量并且对其进行操控。
[0022]例如，耦合器件可以包括在覆盖件的一部分上的弹簧加载的杠杆以及安装在覆盖件的另一部分上的槽。该槽可以尤其具有例如垂直的侧面，并且一个倾斜的斜面可以从槽外部朝向至少一个这样的侧面引导。当覆盖件的两个部分朝向彼此运动时，杠杆可以在倾斜的斜面上朝向槽的方向滑动。如果覆盖件的两个部分相对彼此正好如此地布置，使得覆盖件在名义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种3D打印机(1)，包括用于待制造的对象(3)的可调温的、热隔绝的构造空间(2)和沿着至少两个轴线(x，y)可运动的至少一个打印头(4a，4b)，该打印头能够将粉末状材料、糊状材料或液态材料局部地添材制造成所述待制造的对象(3)，其中，所述构造空间(2)的热隔绝部包括至少两部分的、能够随着所述打印头(4a，4b)运动的覆盖件(6，6a
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6c)，其中，该覆盖件(6)的至少一个第一部分(6a)与所述打印头沿着两个轴线(x，y)的运动固定地耦合，并且其中，该覆盖件(6)的至少一个第二部分(6b)能够借助至少一个可松开的耦合器件(7a，7b)耦合到所述第一部分(6a)上。2.根据权利要求1所述的3D打印机(1)，其中，所述覆盖件(6)的第一部分(6a)和所述覆盖件(6)的第二部分(6b)在彼此耦合的状态下限定到所述构造空间(2)中的贯通部，所述打印头(4a，4b)能够通过所述贯通部引导到所述结构空间(2)中。3.根据权利要求1至2中任一项所述的3D打印机(1)，进一步包括布置在所述构造空间(2)内的底板(9)，用于接收所述待制造的对象(3)，所述底板至少能够沿着轴线(z)运动，其中，该轴线(z)线性地独立于所述打印头(4a、4b)能够沿着其运动的轴线(x，y)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的3D打印机(1)，进一步包括输送装置，在所述覆盖件(6)的第一部分(6a)与所述覆盖件(6)的第二部分(6b)间隔开的状态下，所述输送装置能够从所述构造空间(2)中取出制造的对象(3)和/或底板(9)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的3D打印机(1)，其中，至少一个可松开的耦合器件(7a，7b)是卡锁连接装置，在所述覆盖件(6)的第一部分(6a)接近所述第二部分(6b)时，该卡锁连接装置锁定，并且在所述第一部分(6a)从预给定的最低速度起快速用力地运动时，该卡锁连接装置解锁。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：