用于在3D打印机中排放颗粒状建筑材料的方法技术

本发明专利技术涉及的用于在3D打印机中排放颗粒状建筑材料(2)的方法，是基于使颗粒状建筑材料(2)更均匀地施加的具体解决方案的目的。该目的的实现在于，在排放建筑材料流幕(6)的位于施用器(1)和施工场地(4)之间的区域中的、和/或在建立有建筑材料堆积物(20)的施工场地上颗粒状建筑材料(2)的冲击点处的颗粒状建筑材料(2)的工作步骤中，对由颗粒状建筑材料(2)组成的建筑材料流幕(6)和/或建筑材料堆积物(20)进行光学监测，产生建筑材料流幕(6)和/或建筑材料堆积物(20)的图像，和/或，确定建筑材料流幕(6)和/或建筑材料堆积物(20)的至少一个尺寸，将图像和/或至少一个尺寸与相关联的参考图像和/或具体的参考值进行比较，并且如果图像偏离参考图像、和/或者尺寸偏离相关联的参考值，则改变用于颗粒状建筑材料(2)的排放的至少一个排放参数。放的至少一个排放参数。放的至少一个排放参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在3D打印机中排放颗粒状建筑材料的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于在3D打印机中排放颗粒状建筑材料的方法，其中颗粒状建筑材料以建筑材料流幕的形式从施用器排放至施工现场上。
[0002]所谓颗粒状建筑材料至建筑现场的应用可以理解为是指颗粒状建筑材料至建筑现场的表面上的排放、以及所排放的颗粒状建筑材料在建筑现场上的整平。
[0003]特别地，本专利技术影响颗粒状建筑材料至建筑现场上的排放。
[0004]特别地，要监测3D打印机中施工现场上颗粒状建筑材料的均匀排放，并且要检测从施用器排放的颗粒状建筑材料的排放中的不规则性。在检测到这种不规则性的情形中，使用适当的措施，自动地减少或者消除这些不规则性。为此，用于颗粒状建筑材料的排放的相应参数受到影响。

技术介绍

[0005]已知使用所谓的3D打印或者所谓的3D印刷工艺，来生成单个或者系列的组件、工件、或者模具。在这样的打印工艺中，三维组件或者工件是逐层生成的。
[0006]该结构可以由根据规定的尺寸和形状的一种或者多种流体或者固体材料通过计算机来控制。例如，可以通过所谓的计算机辅助设计系统(CAD)来提供要打印的组件或者工件的规格。
[0007]在打印3D结构或者3D组件时，在颗粒状建筑材料、也称为模制材料中，会发生物理或者化学硬化过程或者熔化过程。诸如塑料、合成树脂、陶瓷、矿物、沙子、和金属的建筑材料或者模制材料用作这种3D打印工艺的材料。
[0008]用于实现3D打印工艺的各种制造工艺的顺序是已知的。
[0009]不过，这些工艺顺序的一些包括以下通过示例所显示的顺序步骤：
[0010]·
在所谓的施工场地上的局部或者整个表面，施加颗粒状建筑材料、也称为颗粒状材料或者粉末状建筑材料，以形成一层未固化的颗粒状材料，颗粒状建筑材料的局部或者整个表面应用包括颗粒状建筑材料的去除和整平；
[0011]·
在预定的局部区域中，例如通过选择性压实、打印、或者诸如粘合剂的处理剂的应用、或者激光的使用，将未固化的颗粒状建筑材料的所施加层进行选择性固化；
[0012]·
在其他层级中重复上述工艺步骤，用于组件或者工件的逐层构造。为此，可以将逐层地在施工场地上构建的或者打印的组件或者工件与施工现场一起降低一个层级或者层厚，或者，在部分或者整个场地上方施加新层之前，可以相对于施工场地将3D打印设备升高一个层级或者层厚；
[0013]·
随后，将所构造的组件或者工件周围的疏松、未固化的颗粒状建筑材料去除。
[0014]用于产生3D结构、或者用于排放和施加颗粒状施工材料至施工场地以产生3D结构的各种方法在现有技术中是已知的。
[0015]从DE 10117875 C1已知一种用于施加流体的方法和设备及其应用。
[0016]用于施加流体的方法具体地涉及施加至要涂覆的区域的颗粒状材料，沿着刀具的
前进方向观察，流体施加至刀具前面的要涂覆的区域，此后刀具在所施加的流体上方移动。
[0017]其目的是提供一种在要涂覆的区域上能够实现尽可能平坦的流体材料的分布的设备、方法和该设备的应用。
[0018]解决方案是，刀具以旋转运动的方式摆动。通过刀具的摆动旋转运动，使施加至要涂覆的区域的流体流化。其结果是，不仅可以尽可能平坦地、整平地施加具有强烈结块倾向的颗粒状材料，而且还可以通过摆动来影响流体的压缩。
[0019]在优选的实施例中，将待施加的流体提供为超过待涂覆的区域。籍此，使得以旋转运动的方式摆动的刀具的持续运动引起刀具前面的过量流体——沿着刀具的前进移动方向观察——在由于刀具的向前运动形成的流体/颗粒辊中进行均质化。这允许对单个颗粒团块之间的任何空隙进行填充，并且较大的颗粒材料团块可以通过辊子运动进行破碎。
[0020]这种已知的现有技术的缺点是，当颗粒状建筑材料排放至建筑现场上时，用以形成层的颗粒状建筑材料的量未进行充分的调节。这导致在用于整平颗粒状建筑材料的装置的前面，颗粒状建筑材料的量不同，并且因此，例如，在位于当前要施加的层下方的层上的压力条件不同。这导致层的均匀结构中的干扰，并且导致要生成的3D结构的质量恶化。
[0021]因此，需要对已知的现有技术进行改进，并且因此需要用于在3D打印机中分配颗粒状建筑材料的改进方法。

技术实现思路

[0022]本专利技术的目的是规定用于在3D打印机中排放颗粒状建筑材料的方法，通过该方法，颗粒状建筑材料更均匀地进行排放。
[0023]该方法旨在提高所排放的颗粒状建筑材料层的高度的均匀性和所排放的颗粒状建筑材料层内的密度的均匀性。因此，在所排放的颗粒状建筑材料进行整平之后，可以实现颗粒状建筑材料的施加层的更好质量。
[0024]该目的是通过具有根据独立权利要求中的权利要求1的特征的方法来实现。在从属权利要求中规定了其他拓展。
[0025]当根据当前的方法在3D打印机中将颗粒状建筑材料排放至建筑现场上时，提供了光学控制系统的使用。
[0026]为此，提供了在通过施用器去除颗粒状建筑材料的工作步骤期间对颗粒状建筑材料进行光学监测。这种光学监测优选地发生在施用器和施工现场之间的区域中，在该区域中，由来自施用器的颗粒状建筑材料形成所谓的建筑材料流幕。这种由颗粒状建筑材料组成的建筑材料流幕，由于重力从施用器移动至施工现场或者下落，其所具有的宽度取决于施用器。在订购者(orderer)可以向建筑现场的整个宽度供应颗粒状建筑材料的实施例中，建筑材料流幕具有整个可用建筑现场的宽度。
[0027]在可替代的实施例中，承包商(contractor)仅具有施工场地的宽度的一部分。在这些情况下，可以几个承包商合作，其一起覆盖施工区域的整个宽度，或者可以在施工区域的整个宽度上方排放颗粒状建筑材料。在这种情况下，施工材料流幕也仅具有施工场地的宽度的一部分。
[0028]这种建筑材料流幕也具有厚度，其也取决于客户(client)。另外，建筑材料流幕所具有的高度可以对应于施用器和建筑现场表面之间的最短距离。由于在排放颗粒状施工材
料时，施用器在施工区域的表面上方移动，因此施工材料的流幕可能不垂直于施工场地的表面，相反而是具有从垂直于施工场地偏离的角度。在这种情况下，建筑材料流幕的高度大于施用器和建筑现场表面之间的最短距离。
[0029]如从现有技术中已知的，通过用于整平颗粒状建筑材料的装置，将所排放的颗粒状建筑材料整平，从而在当前待施加在施工场地表面上的层中，产生颗粒状建筑材料的均匀强度或者厚度。
[0030]这种用于整平颗粒状建筑材料的装置可以是，例如刮刀、摆动刀具、刀片、刮板、或者3D打印机的类似装置，通过该装置来整平所排放的颗粒状建筑材料。
[0031]如从现有技术已知的，以上所描述的装置以恒定的距离从施工区域移动，并且水平地穿过施工区域。同时，施用器也以恒定的距离从施工区域移动，并且水平地穿过施工区域。这里可以提供的是，施用器布置在与用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在3D打印机中排放颗粒状施工材料(2)的方法，其中，颗粒状施工材料(2)以施工材料流幕(6)的形式从施用器(1)排放至施工场地(4)上，其特征在于，由颗粒状施工材料(2)组成的所述施工材料流幕(6)的光学监测在排放所述建筑材料流幕(6)的位于所述施用器(1)和所述建筑场地(4)之间的区域中的所述颗粒状建筑材料(2)的工作步骤中，产生所述建筑材料流幕(6)的图像，其中，所述建筑材料流幕(6)的图像是图像、图像序列、或者视频，根据所产生的所述建筑材料流幕(6)的图像，确定所述建筑材料流幕(6)的至少一个尺寸，将所述图像和/或所述至少一个具体尺寸与相关联的参考图像和/或具体的参考值进行比较，并且如果所述图像偏离所述参考图像、和/或者所述具体尺寸偏离所述相关联的参考值，则调节或者改变用于所述颗粒状建筑材料(2)的所述排放的至少一个排放参数，并且因此调节或者改变待排放的所述颗粒状建筑材料(2)的所述量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建筑材料流幕(6)和/或所述建筑材料堆积物(20)的光学监测从至少一个方向发生至所述建筑材料流幕(6)和/或所述建筑材料堆积物(20)上，其中产生在侧视图和/或正面视图和/或透视图中的所述建筑材料流幕(6)和/或所述建筑材料堆积物(20)、或者所述建筑材料流幕(6)和/或所述建筑材料堆积物(20)的局部区域的图像。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述建筑材料流幕(6)的尺寸是长度(13)、高度(14)、厚度(11)、或者角度(12)，并且所述建筑材料堆(20)的所述尺寸是长度(21)、高度(22)、宽度(25)、内角(23)、或者休止角(24)。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：亚诺施，
申请(专利权)人：兰佩莫斯纳新东有限公司，
类型：发明
国别省市：