本发明专利技术提供了一种生产模制物体的方法，包括：涂布一颗粒层，涂布一粘结剂以及熟化所述模制物体。以及涉及一种用于生产金属或陶瓷模制物体的装置，该装置包括：一储存空间，配置为用于接收分散在悬浮液中的悬浮的金属或者陶瓷颗粒的；一成层涂布装置，配置为用于从储存空间中反复移出大量悬浮物、并将其传输入一工作空间并将其涂布为一层；一干燥装置，配置为用于干燥工作空间中的涂布层；一粘结剂涂布装置，配置为用于在干燥层上依照要生产的模制物体的层模型局部涂布粘结剂，涂布的方式使得干燥层的颗粒相互局部粘接并且可选地不涂布置于干燥层下方的至少一层的颗粒；和一脱模装置，配置为用于通过从由粘结剂相互粘接的颗粒中分离无粘结剂的残料的方式将模制物体脱模。还包括一种快速建模方法，包括：生产一生胚并烧结该生胚。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于制造成形物体的方法及装置
本专利技术涉及金属或陶瓷成形体的制造的技术。涉及到附加的生产工艺领域，特别是快速成型的领域并涉及到紧密固体的层状结构。
技术介绍
最近几年，制造工业的需求，特别是在开发和模型快速成型领域发生了很大的变化。越来越多的更复杂的产品变化使得模型设计的需求不断地增加。按照“快速成型技术”或“快速制造技术”的关键概念各种新技术应运而生，在新技术的帮助下可以实现更灵活的制造。这个工艺的一个基本特征是从随后控制加工装置的CAD几何数据中得到的过程控制数据的建立。所有的这些方法都有下面的共同特征。设计不是由于材料的减少而发生，而是由于材料的增加或是材料由液体到固体的相变或是找到可替代的粉末状原料的压紧而发生。此外，依靠有限厚度的分层得到的部分几何图形的所有方法，是通过切片工艺直接由CAD数据实现的。目前可利用的方法的不同点在于在分层或附加的施工工艺中材料的初始状态，也就是固体、液体或气体。各种方法都被讨论。选择性激光烧结（SLS）最初用于尼龙、聚碳酸酯和蜡的粉末，后来被用于金属粉末。在一个反应器中粉末层被烧结成一个生坯，其中熔化温度是通过CO2激光的使用得到的。在多相喷射凝固（MJS）中金属粉末-粘合剂的混合物的处理类似于计算机控制的可移动喷嘴的注射成型工艺以形成分层，分层依次构成组件。立体平板印刷使用液体的对紫外敏感的聚合物作为原料，分层被激光辐射固化并被放置在基片上。工件被依次堆积在平台上，平台低于在树脂熔池内固化的各自分层的相应层次的水平。液体聚合物作为原料同样可以用于复印固化成型技术（SGC）。薄的聚合物层在预定位置被紫外线曝光后变硬并逐层地构成一个组件。同时喷丸（SSP），一个将熔融金属喷涂在合适模具表面的已知方法。这一实例说明喷射工具可以作为喷雾器或模具的一部分。熔融沉积成型（FDM）和多相喷射凝固（MJS）工艺非常相似。也有一个NC控制的可移动喷嘴通过高度调节安放在工件上。通过熔融金属的堆层切面和平台相应地降低建造组件。分层实体制造（LOM）最初用于发展纸或塑料组件的生产。激光在对应组件切割的单层通过使用粘合剂层压在工件上。在欧洲专利EP1266878AI中描述了所谓的LSD方法和用于实现该方法的装置，其中还有使用由薄膜注塑方法制得的模具系统得到的陶瓷生坯。此外与选择性激光烧结相比，使用一束激光对陶瓷生坯进行局部硬化/烧结。通过对激光束选择的位置的陶瓷原料的烧结，成型体被逐层的组合起来。在已知方法中液体混悬物或塑料的分层被反复使用，然后干燥。于此，在选定的位置用激光束对各自的干燥层烧结以便形成成形体。在已知方法中，通过烧结过程激光被用来在干燥的生坯薄板上写信息层。虽然激光辐射导致了生坯层的局部烧结，从而使辐射区域在用水作溶剂的脱模过程中从生坯上溶解出来，但是，激光辐射区域的性能和传统的烧结陶瓷的性能不同。随后的传统烧结不能改变组件的性能，具有与传统烧结组件相媲美的性能的组件被生产出来了。进一步的，3D粘合剂印刷工艺是已知的，比如专利WO98/09798。这里，分层粘结的材料层之间是铺展的粉末状或颗粒状的粘合剂层。粘合剂的作用是逐渐的粘结原料层。为了这个目的，合适的材料被描述，比如专利DE102006029298A1。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一个用于生产金属或陶瓷模具的改进的技术，利用本专利技术具有希望密度的材料的成形体能在工厂里被可靠地和认真地制造。本专利技术包含一个制造金属或陶瓷成形体的方法，该方法包含以下步骤：—通过反复执行下面的步骤，由金属的或陶瓷的材料制得了一个成型的物体：—在工作容积内应用一层金属的或陶瓷的颗粒的悬浮液，—干燥在工作容积内的涂层—干燥涂层的局部应用和相应的生产成形体的层模型的粘合剂层的处理，此外被局部的粘附到至少比干燥涂层低的粒子上，—无粘合剂的剩余材料制的成形体的脱模，在粘合剂粒子的帮助下从与模具的互联中释放出来。根据本专利技术的另一方面，成形体的生产包括液体的局部使用、可以改变粒子材料工作时的溶解度的粘合剂。在这种情况下，在粒子材料工作过程中粒子层或粒子材料的使用是可以理解的。与成形体的层模一致，粒子材料的溶解度可变的液体粘合剂的局部使用，与不含颗粒粘合剂相反分层的颗粒材料的溶解度是改变的，也就是分层的相关部分的溶解度是改变的。于是用于模塑部分的结构的颗粒层的溶解度改变了。脱模后周围的颗粒材料制得的成形体就出来了。根据本专利技术的另一部分，用于制造金属或陶瓷成形体的装置具有以下的特征：—一个用来接收分散在液体中的金属的或陶瓷的颗粒的混悬液的储存体积，—形成分层的装置，在储存空间被反复配置为大量的浆料，然后转移到工作空间，在那里被用作分层，—一个除湿设备，被配置在用于涂层的除湿的工作空间里，—配置粘合剂释放设备，粘合剂，与局部除湿层相一致的成形体的涂层模型，以便使在分层中彼此除湿的颗粒被局部的粘合到至少一层干燥的底层上，—脱模，用于将成形体从模具中脱离出来，将粘合剂的自由基从粘合剂颗粒帮助下的互连中释放出来。在推荐的方法中，在被生产的成形体外部的相关的自由工作空间内，金属的或陶瓷的成形体被生产，其中应用了由金属的或陶瓷的颗粒的悬浮液依次形成的多个分层，颗粒是分散在悬浮液中的。金属的或陶瓷的颗粒的悬浮液每一次干燥的涂层应用之后，粘合剂就被局部的用在模型的另一层下面的干燥层的颗粒上以使它们相应的连在一起。可选择的，粘合剂的使用不仅分布在干燥层的指定区域，也分布在一个或多个底层上，以便使目前应用的涂层粘到底层上。粘合剂的分布是可以调整的，比如通过对用在干燥层上的粘合剂的压力的改变。粘合剂的局部使用是由相应的成形体的层模的电子记录控制的。生产成形体的层模型预先分割成层，结果是得到调节数据，用于为生产工艺设置控制过程。层模的供应是已知的，在此不再做进一步的解释。应用在分层上的悬浮液的厚度优选1μm到200μm。推荐的方法是快速成型方法。有时也用术语快速生产方法。分层的悬浮液被反复应用和工艺完成后，模制品被脱模。这意味着分别在工作体积里由粘合剂粘连的颗粒和无粘合剂的剩余材料构成了成形体。用于成型的工作体积本身是不定型的。当然，成形体的外形受到粘合剂的局部使用的方式的影响，固化后粘合剂提供了颗粒之间的凝聚力。本专利技术的一个优选实施例提供了用于局部使用粘合剂的压缩设备。粘合剂的应用是在印刷设备上方便的借助于适当的压头实现的。利用该打印装置可以实现模型的3D打印。本专利技术的一个有利实施例中，镀层是通过加热除湿的。本专利技术的一个有利实施例中，模型是作为多孔的成形体生产的。优选的，本专利技术的发展是，粘合剂的固化由下列步骤的一步或几步完成：空气干燥，加热和紫外辐射。粘合剂的干燥可以只通过空气干燥。增加的或可选的，电加热或紫外辐射可以在干燥后用于粘合剂的固化。作为本专利技术的改进，提供了一个至少部分的在液体浴中实现的脱模。其中，液体浴可以是水浴。在液体浴的帮助下，粘合剂粘连的颗粒不会从模型中释放出来。本专利技术的一个优选例，生产的模型至少有60Vol.的密度，优选的至少有65Vol.的密度，更优的至少有70Vol.的密度。根据一个典型实施例，提供了一种用于生产成形体或生坯的方法，其中，如果以生坯的质量和体积的比值作为生坯的密度，体积由生坯的外部轮廓计算得到，生坯的密度至少是悬浮液制成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产模制产品的方法，包括：涂布一颗粒层，以及涂布一粘结剂；熟化成型的物体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.01 DE 102011050816.31.一种生产模制产品的方法，包括：涂布一颗粒层，以及涂布一粘结剂；熟化成型的物体；其中，所述方法具体包括如下步骤：通过重复实施下述步骤，形成金属或陶瓷材料制成的模制产品：在工作空间中，涂布一层分散于悬浮液中的悬浮的金属或陶瓷颗粒；在工作空间中，除湿涂布层，且局部涂布粘合剂到干燥后的涂层，并熟化粘结剂；在所要生产的模制产品中，干燥层中的颗粒与干燥层下方的层中的颗粒在局部彼此连接；以及在粘结剂颗粒帮助下，通过粘结剂自由基材料从交联中释放，从而模制产品脱模；其中，形成层的步骤通过使用中空刮刀来实施；其中，所述中空刮刀由封闭腔制成，其具有两个开口：用于进浆料的软管连接器和用于浆料退出的槽形出口；其体积是这样设计的，它使均衡和均匀的排放，通过从狭缝状出口开口的软管连接浆液的供给；其中，所述模制产品为多孔模制物体；其中，借助于喷涂装置的粘结剂为局部涂布，熟化后不溶于水的、和/或不溶于有机溶剂的有机粘结剂被使用。2.根据权利要求1所述的生产模制产品的方法，其特征在于，所涂布的层在脱湿过程中进行加热。3.根据权利要求1所述的生产模制产品的方法，其特征在于，熟化所述粘结剂，下述步骤中的一个或多个被实施：空气干燥、加热和给予UV光辐射。4.根据权利要求1所述的生产模制产品的方法，其特征在于，所述脱模至少部分在液体浴中实施。5.根据权利要求1所述的生产模制产品的方法，其特征在于，所制备的模制产品具有的密度为至少60vol.-％。6.根据权利要求1所述的生产模制产品的方法，其特征在于，在涂布所述层的过程中，一生坯片材通过涂布悬浮的陶瓷颗粒来形成。7.根据权利要求1所述的生产模制产品的方法，其特征在于，脱模后的模制产品被烧结。8.根据权利要求1所述的生产模制产品的方法，还包括如下步骤：——涂布使模制产品溶解度发生变化的粘合剂，使得多层模制产品溶解度一致，但与周围颗粒的溶解度不同。9.根据权利要求1-8中任一项所述的生产模制产品的方法，其中，所述模制产品为未成熟物体，所述方法包括：(a)形成一含有可激光固化和/或可激光交联的粘结剂的层；(b)通过局部激光照射，熟化和/或交联所述粘结剂；(c)在液体介质中，洗涤或释放未熟化和/或未交联的组分，得到生坯物体。10.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·甘斯特，辛西娅·莫雷斯·戈梅斯，乔治·伯格尔，
申请(专利权)人：联邦材料研究与测试研究所，
类型：
国别省市：
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