[发明专利]用于增材制造的机床的挤出机

说明书

本发明涉及一种用于增材制造的机床的挤出机，包括：中心螺杆(2)，用于存储待挤出材料的中间储料单元(3)，用于驱动所述螺杆(2)的驱动器(4)，所述中间储料单元(3)具有锥形壁区域(30)，所述锥形壁区域(30)引导所述中心螺杆(2)穿过所述中间储料单元(3)，与所述螺杆的中心轴线同心的进料区，以及喷嘴(5)，所述喷嘴沿所述螺杆(2)的轴向(X‑X)布置在所述螺杆(2)的与所述驱动器(4)相对的一端。

技术领域

本发明涉及一种用于增材制造的机床的改进挤出机。

背景技术

现有技术中的挤出机和机床的各种设计是众所周知的。对于用于增材制造的机床，通常将粉末，尤其是金属施加到工件表面，然后例如使用激光焊接。然后进行下一步粉末喷涂和下一步焊接，以生产工件。DE112016002368T5包含用于减材和增材制造的已知机床。用于增材制造的机床通常仅使用金属材料进行操作。但是，有许多应用，特别是在塑料领域，由于高温，激光沉积焊接不合适。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于增材制造的机床的挤出机，该挤出机具有简单的设计和简单的、具有成本效益的可制造性，使得能够以最大精度使用塑料，特别是作为标准颗粒对工件进行增材制造。

该任务通过具有权利要求1的特征的挤出机来解决。从属权利要求示出了本发明的优选实施方式。

根据本发明的具有权利要求1所述特征的用于增材制造的机床的挤出机，具有可以通过挤出机以增材方式非常精确且快速地生产工件的优点。挤出机的设计非常简单，重量很轻。挤出机是一个独立单元，带有自己的驱动器来驱动中心螺杆。此外，挤出机具有用于储存颗粒的中间储料单元。中间储料单元具有锥形壁区域，中心螺杆穿过中间储料单元。另外，设置有喷嘴，该喷嘴沿螺杆的轴向布置在螺杆的一端。这导致非常紧凑的挤出机设计。挤出机能够成股地排出熔体，从而在挤出机和表面(即工件)之间进行相对运动。中心螺杆穿过中间储料单元的布置导致与螺杆的中心轴线同心的进料区。这减少了挤出机排出量的波动。特别地，可以使颗粒从中间存储器通过挤出机的螺旋段均匀地输送。其结果是熔体的稳定和恒定输送。将要加工的塑料优选作为标准颗粒被进料和使用。这可以显著降低产品成本，并可以使用更广泛的材料。因为螺杆被引导穿过中间储料单元，所以中间储料单元中的颗粒也被加热并且必要时被干燥，因为螺杆在操作期间被加热并且同心进料区在操作期间高于环境温度。通常，进料区温度在正常干燥温度60℃至80℃的范围内。螺杆的进料区温度也在60℃至80℃的范围内。这消除了对单独的上游干燥单元的需求。在中间存储区域中，优选地施加压缩空气。还优选将其直接或间接连接到进料区的温度控制器上。

锥形壁区域优选是圆锥形的。这确保了中间储料单元的简单几何形状，并使其易于设计同心进料区。特别地，圆锥形壁区域的中心轴线与中心螺杆的中心轴线重合。这导致简单的对称设计。

此外，挤出机优选地配备有封闭单元，封闭单元包括封针和用于封针的驱动器。封针设置为用以释放和封闭喷嘴。优选地，将封针布置成使得喷嘴在喷嘴的出口附近或直接在喷嘴的出口处封闭和释放喷嘴。这可以精确地制造增材制造的工件，因为封针可以精确地开始和结束增材制造过程。

此外，优选将封针设置为在不同位置释放和封闭喷嘴。这允许随时间设置材料的不同流速，并生成工件的不同三维轮廓。

根据本发明的另一优选设计，挤出机包括第一连接单元和第二连接单元。第一连接单元设计为连接到操作装置。这允许挤出机的移动和定位。第二连接单元设计为连接到工具库。这意味着挤出机可以在不使用时安全地存放在工具库中，并且可以再次安全地夹紧，特别是通过操作装置，因为第一连接单元不用于存放在工具库中，而是自由的。到工具库的第二连接单元还能够在工具库中存储期间控制温度并使用挤出机驱动单元。这意味着，例如，挤出机可在工具库中冲洗，或可对出料进行校准以更换要加工的塑料。