[發明專利]在增材制造三維打印對象期間用于材料擠出的裝置

在審

• 申請號: 202180051335.4
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN115884865A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 延斯·耶恩尼克;克里斯托夫·辛恩
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英

本發明涉及一種用于在利用打印裝置(4)增材制造三維打印對象(42)期間進行材料擠出的裝置(2)。為了實現打印對象的更大的強度而提出：打印裝置(4)能夠在三個軸線(X，Y，Z)上平移地行進并且包括至少一個噴嘴(6)以及至少一個輸送設備(8)，其中，至少一個噴嘴(6)配置用于將擠出材料(12)擠出，其中，至少一個輸送設備(8)配置用于特別是同時輸送用于擠出材料(12)的填充材料(16)。

技術領域

本發明涉及一種用于在利用打印裝置增材制造三維打印對象期間進行材料擠出的裝置。

此外，本發明涉及一種用于在利用打印裝置增材制造三維打印對象期間進行材料擠出的方法。

此外，本發明涉及一種包括數字邏輯模塊的控制單元，數字邏輯模塊配置用于執行這種方法。

背景技術

根據存儲在計算機程序或文件中的形狀規格，對這種三維打印對象的增材制造例如借助于細絲3D打印來實現。常見的方法是例如“熔融沉積建模”(FDM)或“熔絲制造”(FFF)，其中，將材料(特別是塑料或樹脂)熔化、增稠，經由至少一個噴嘴成形為細絲并且然后冷卻。特別地，熔化的材料沿事先確定的路徑被施加到基底上。基底或者是未完成的工件或支撐元件，特別是要在其上形成工件的表面。

該材料以細絲或顆粒的形式提供，其中，該材料被稱為擠出材料。除了提到的塑料或樹脂之外，熔化的金屬也被用作為擠壓材料。塑料、特別是熱塑性塑料可選地包含由金屬或陶瓷顆粒構成的填充物，其中，金屬或陶瓷填充的細絲在打印過程之后例如通過除膠和燒結工藝被進一步加工。

在這種增材制造方法中，增材制造的層之間的聯接比打印的材料股內的強度差，這導致構件的強度較低。

公開文獻US 2015/0367576 A1描述一種方法，該方法包括：為三維(3D)FDM打印機(熔融沉積建模(Fused Deposition Modeling))提供基質材料和與基質材料分離的纖維材料；將基質材料和纖維材料輸送至FDM-3D打印機的打印部位，而保持纖維材料從基質材料直至FDM-3D打印機的打印部位的分離，其中，輸送包括熔化基質材料和將纖維材料嵌入基質材料中。

公開文獻WO2013/017284A2描述了一種由可固化材料制造三維物體的方法，可固化材料在初始狀態下以流體形式存在或能夠液化。為此，將可固化材料在流體相中引入材料儲存器中。從那里，材料經由排出單元的溢出開口在朝用于要制造的三維物體的對象載體的方向上排出。一方面，對象載體或三維物體和另一方面排出單元能夠在空間中相對于彼此移動。通過以下方式：即隨排出可固化材料的同時，將至少一個無縫的纖維元件與用于可固化材料的溢出開口間隔開地輸送給該物體，并且在要制造的三維物體處嵌入到排出的可固化材料中，在生成方法中提供用于制造具有改進的材料特性的三維物體的方法和設備。

發明內容

因此，本發明所基于的目的是：提供一種用于在增材制造三維打印對象期間進行材料擠出的裝置，通過該裝置實現打印對象的更大強度。

根據本發明，該目的通過一種用于在利用打印裝置增材制造三維打印對象期間進行材料擠出的裝置來實現，其中，打印裝置能夠沿三個軸線平移地行進并且包括至少一個噴嘴以及至少一個輸送設備，其中，至少一個噴嘴配置用于將擠出材料擠出，其中，至少一個輸送設備配置用于特別是同時地輸送用于擠出材料的填充材料，其中，填充材料具有特別是有輪廓構造的纖維，其中，纖維加工成織物帶，其中，織物帶的纖維具有用于建立至相鄰的織物帶的形狀配合的連接的連接機構。

此外，根據本發明，目的通過用于在利用打印裝置增材制造三維打印對象期間進行材料擠出的方法來實現，其中，打印裝置能夠沿三個軸線平移地行進并且包括至少一個噴嘴以及至少一個輸送設備，其中，利用至少一個噴嘴將擠出材料擠出，其中，利用至少一個輸送設備特別是同時地輸送用于擠出材料的填充材料，其中，填充材料具有加工成織物帶的纖維，其中，織物帶的纖維具有連接機構，并且其中，通過連接機構建立到相鄰的織物帶的形狀配合的連接。