[发明专利]用于制造用于建筑业的至少一个三维层状体的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于制造至少一个用于建筑业的三维层状体的设备，所述三维层状体由多个在打印平台上叠置设置的颗粒材料层制成，所述颗粒材料层在局部预定区域中固化并且彼此连接成所述至少一个三维层状体，该设备包括：‑至少一个打印框架；‑至少两个用于在打印平台上层状地涂覆颗粒材料的涂层装置，所述至少两个涂层装置可运动地支承在所述至少一个打印框架(8)上；和‑至少一个用于将至少一种粘合剂输出到所述局部预定区域上的打印头，所述至少一个打印头可运动地支承在所述至少一个打印框架上，其中，所述至少两个涂层装置和所述至少一个打印头能够分别相对于彼此移动。

技术领域

本发明涉及一种用于制造至少一个用于建筑业的三维层状体的设备，所述三维层状体由多个在打印平台上叠置设置的颗粒材料层制成。

此外，还提出一种用于借助设备制造至少一个用于建筑业的三维层状体的方法。

背景技术

开头所提类型的设备已经属于现有技术并且例如在US 7,104,773B2中示出。这种设备包括至少一个涂层装置，该涂层装置可将材料、如颗粒材料涂覆到打印平台上。所述涂覆在此可以材料层的形式进行。随后通过打印头在局部预定区域上例如通过施加粘合剂或通过热影响时效硬化先前涂覆的材料。已表明，在打印头运动的上游不仅使用一个涂层装置，而是使用两个装置。当打印头例如向方向A移动时，则第一涂层装置施加材料，当打印头向方向B移动时，则通过另一上游的涂层装置进行涂层。因此可以说打印头位于两个涂层装置之间，根据打印头的移动方向，第一或第二涂层装置施加待时效硬化的材料。但涂层装置和打印头这样彼此连接，使得涂层装置在打印头运动期间始终被一同引导。涂层装置并非独立于彼此且独立于打印头可运动地支承。这可限制设备的适用性并且也在制造层状体时导致更长的节拍。

发明内容

本发明的任务在于避免上述缺点并且提供相对于现有技术改进的设备和方法。

如果所述至少两个涂层装置和所述至少一个打印头可分别相对于彼此移动，则例如其中一个涂层装置可用打印材料、即颗粒材料填充，同时打印头和第二涂层装置在打印平台上方移动并执行打印过程。因此第二涂层装置可在打印平台上涂覆颗粒材料，这些颗粒材料随后通过打印头在局部预定区域上通过施加粘合剂而粘结。当第二涂层装置必须用颗粒材料填充时，则第一涂层装置可涂覆另一层颗粒材料并且打印头可将其粘结。特别是，对于尤其是建筑业中所需的大体积层状体需要大量的颗粒材料。这些大量的颗粒材料必须以尺寸均匀的层厚度被涂覆到打印平台上或涂覆到已经位于打印平台上的颗粒材料层上。由于颗粒材料量很大，因此为了填充涂层装置需要更多的时间。从而填充将延迟打印过程，因此需要填充装置和打印头的独立运动来实现高的节拍速度。

已证明特别有利的是，所述至少两个涂层装置和所述至少一个打印头分别具有独立的驱动装置。通过独立的、不相关的驱动装置，所述至少一个涂层装置和所述至少一个打印头不仅能够进行不同的运动，而且也可以不同速度移动。这还允许通过使所述至少两个涂层装置可通过机器人和/或线性马达驱动来实现。机器人在此具有机器人臂，其分别与一个涂层装置接触并使其在打印平台上方运动。通过机器人的精度可涂覆均匀的层厚度并且可在所有三个空间方向上进行运动。打印头也可通过另一机器人驱动，但也可直接通过驱动单元、如电动马达在打印平台上方移动。

也有利的是，所述至少两个涂层装置和所述至少一个打印头沿所述至少一个打印框架的纵向导向装置可分别相对于彼此移动地支承，所述至少一个打印头设置在所述至少两个涂层装置之间。通过将打印头设置在涂层装置之间并且使其沿一个共同的纵向导向装置移动，始终有一个涂层装置在沿纵向导向装置的运动中位于打印头上游并且因此可涂覆颗粒材料，这些颗粒材料随后通过打印头时效硬化。因此在打印头运动时没有“空行程”，因为在打印头沿纵向导向装置运动期间始终执行打印过程。由于所述至少两个涂层装置之一优选以快速速度返回其填充位置以进行填充的运动和所述至少一个打印头在输出所述至少一种粘合剂的情况下优选以打印速度的运动同时进行，进一步增强了节拍短的优点。

在此有利的是，用于制造层状体的方法包括下述工作步骤：