[发明专利]用于拆取部件的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于拆取通过增材制造方法由未固结颗粒材料的颗粒材料填料(Partikelmaterial-Schüttung)制造的部件的方法和设备，所述颗粒材料填料与部件一起被布置在一容纳空间中，该容纳空间在周向上(umfangsseitig)由构造箱(Baubox)的向上开口的、垂直的周壁结构(Umfangswandstruktur)所限定，在构造箱中容纳有高度可调节的构造平台(Bauplattform)，在该构造平台上布置有包围部件的颗粒材料填料。

存在有很多种增材制造方法，其中要制造的部件由颗粒材料/粉末材料分层地构造。前后顺序地将单独的颗粒材料层施加到例如构造平台的整个面上。在这一方面，各颗粒材料层在其预定的部分区域中被选择性地固结，从而使得部件可由被选择性地固结的、上下布置并且至少部分重叠的颗粒区域构成。在这一方面，可以在如前所述方式所构造的构造箱中进行制造，当构造箱位于用来构造部件的相关3D打印机中时，该构造箱的垂直周壁在构造平台上放限定所谓的构造空间。

增材制造方法的示例是例如选择性地打印粘合剂(Bindemittel)(例如多成分粘合剂中的一种粘合剂成分)或者选择性的激光烧结。增材制造方法(或者“分层制造方法”)除了所谓的快速原型制造(Rapid Prototyping)之外还包括例如所谓的快速工具加工(Rapid Tooling)或所谓的快速制造(Rapid Manufacturing)。

待制造的部件可以是例如铸模(Gussform)或铸造核心(Gieβkern)。颗粒材料可以是例如砂。然而，还应当理解的是，可以使用其它的颗粒材料并且可通过各种增材制造方法制造其它的部件。

由于对各层进行选择性固结，在分层制造此类基于粉末的部件时，待制造的部件在构造过程中被嵌入松散的、未固结的颗粒材料中。换言之，(至少一个)部件在构造过程结束之前(至少部分地)由松散的、未固结的颗粒材料填料所包围。

部件在其制造期间由松散的、未固结的颗粒材料所支撑可能是有利的。然而，在制造过程之后，部件必须从颗粒材料填料中提取出来，或者必须与松散的、未固结的颗粒材料分离。这被描述为所谓的“拆取”部件。所谓的拆取部件之后可以是对其进行(精细)清洁，从而移除粘在部件上的颗粒材料残留物。在这一方面，未固结的颗粒材料(或“未粘合的”颗粒材料)指的是在各层中被固结的部分区域之外的颗粒材料，即例如在各层中的打印区域或烧结区域之外的颗粒材料或者未打印或未烧结的颗粒材料。

已知有多种方法用于拆取此类基于粉末的部件。

例如可以通过借助于大功率抽吸设备吸走松散的颗粒材料来进行拆取。出于这一目的，在制成组件之后或在构造过程结束之后，借助于适当的抽吸设备(例如所谓的抽气枪或者抽气管)使第一对象从上方看显露出来，直至能够(例如用手)将其从构造箱中提取出来为止。随后，进行抽吸使下一个对象显露出来，然后进行提取，等等。在这种情况下，操作人员需要连续地使所有部件显露出来并对其进行提取。在可能的情况下，可以进行抽吸使在一个平面上的多个部件同时显露出来，并可随后对其进行提取。

在这一方面，借助于抽吸设备对松散的颗粒材料进行耗时的抽吸是不适宜的。该结论也特别适用于其中容纳有大量未固结的颗粒材料的大的构造空间或大的构造箱的情况。特别是在手动进行抽吸的情况下，还存在有对象由于与抽吸设备发生接触而损坏的风险。而抽吸过程的自动化(例如借助于机械臂进行的颗粒材料抽吸)仅在付出大量成本的情况下才有可能实现，这是因为要针对新的对象在机械人中进行新的并且复杂的连续编程。该抽吸方法的另一缺点还在于，颗粒材料在抽吸之后仅能被高成本地收集到容器中并且回收利用。这通常要在分离器或适当的分离设备(其用于将颗粒材料从抽吸流/空气流中分离出来)中实现。另一缺点在于，所有与待抽吸的颗粒材料接触的部件(例如抽气枪、抽气管、分离器等等)都要承受很大程度上的磨损，特别是对于比如砂之类的高磨损颗粒材料而言尤其如此。