[发明专利]一种复合部件的添材制造方法和复合部件

说明书

本发明涉及一种用于复合部件(1)的添材制造方法，其中通过添材制造的方式将流体基体材料(2)依次引入制造装置(4)以形成添材制造的部件(3)，其中增强元件(5)至少部分地被引入流体基体材料(2)和/或设置在基体材料(2)上。本发明还涉及根据该方法生产的复合部件(1)。所提出的方法是一种用于生产复合部件(1)的成本效益好且简单的方法，与现有技术相比，复合部件(1)的机械性能得到了改善。

技术领域

本发明涉及一种通过添材制造生成复合部件的方法，以及一种通过根据本发明的方法生产的复合部件。

背景技术

“添材制造”是指流体材料依次引入制造装置或逐层应用于载体上，从而创造三维工件的制造方法。在该过程中，逐层制造根据预定义尺寸和形状(例如CAD数据)，从一个或多个流体材料，以计算机控制的方式执行。在逐层应用期间，发生物理或化学硬化或熔化过程。添材制造中使用的典型流体材料有塑料、合成树脂、陶瓷和金属。甚至是碳或石墨材料也可以用于添材制造。“添材制造”也可以同义地理解为3D打印。

US8827684B1公开了一种具有多个打印头同时操作以最小化打印时间的3D打印机。这里，打印头包括用于传送灯丝的多个步进马达和用于熔化灯丝的加热元件。然后，熔化的灯丝由具有规定直径的喷嘴打印，并沉积到打印床上。第一层一凝固，就再涂一层。因此，部件逐层构建起来。在这方面，可以加工各种热塑性材料或其他流体材料(例如金属)。

DE2020115103801U1公开了一种包括多个加工头的3D打印机，用于生产具有集成电气功能元件的3D打印部件。这里，半成品部件由第一加工头生产出，半成品部件的电气功能元件从第二加工头插入。然后，从第一加工头施加进一步的材料以嵌入电子部件。因此，部件在这里也逐层的构建起来。

3D打印部件通常无法承受高机械负载。本申请主要应用于塑料的部件，塑料的部件的原材料(例如PLA或PET)，没有高机械强度。为了能够与现代材料的机械性能竞争(例如纤维增强塑料)，需要提高以这种方式印制的部件的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于生产复合部件的成本效益好且简单的方法以及以这种方式制造的复合部件本身，复合部件与现有技术相比，在机械性能方面有改善。

上述目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求11特征的复合部件来实现。

应当注意的是，权利要求中单独规定的特征可以以任何期望的技术上有意义的方式(甚至超出类别限制(例如在方法和设备之间))相互结合，并公开了本发明的进一步配置。说明书还特别结合附图对本发明进行了特征化和具体化地描述。

还应注意，本文中使用的连接词“和/或”位于两个特征之间，以便将它们连接起来，应始终以这样的方式来解释，即在根据本发明的主题的第一实施例中只能存在第一特征，在第二实施例中只能存在第二特征，在第三实施例中，第一和第二特征都可以存在。

本发明的关键是，在添材制造过程中，一个或多个增强元件被引入到添材制造部件(特别是在3D打印方法过程中产生的部件)的基体材料中。如果增强元件具有较高的机械稳定性，则这种增强元件可以对添材制造部件的机械性能产生积极影响和改善添材制造部件的机械性能。本发明还可以提供的是，增强元件的稳定性改善特性仅对复合部件的复合材料产生影响，而增强元件本身不一定具有高的机械稳定性。

根据本发明的用于复合部件的添材制造的方法，流体基体材料通过添材制造的方式被依次引入制造装置中，以形成添材制造的部件。在该方法中，增强元件至少部分地引入基体材料和/或设置在基体材料上。