DE102021200791A1

DE102021200791A1 - Prozessanordnung zur Durchführung eines pulverbasierten 3D-Druckverfahrens sowie Verfahren zur Herstellung eines Bauteils in einer solchen Prozessanordnung

Info

Publication number: DE102021200791A1
Application number: DE102021200791.0A
Authority: DE
Inventors: Julian Koopmann; Sebastian Findeisen; Alexander Rütjes; Anwar Shad; Robert Stache; Sven Crull
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2022-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prozessanordnung zur Durchführung eines pulverbasierten 3D-Druckverfahrens, mit einer Druckstation, in der ein Bauteil (5) in einer Baukammer (1) im Schichtaufbau herstellbar ist, und einer Greifereinheit (13) zum Halten oder zur Bauteilentnahme des hergestellten Bauteils (5) aus der Baukammer (1). Erfindungsgemäß ist die Greifereinheit (13) eine Düsenanordnung mit zumindest einer Saugdüse (15), die als Haltemittel wirkt, das mit einem Saugdruck am hergestellten Bauteil (5) ankoppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prozessanordnung zur Durchführung eines pulverbasierten 3D-Druckverfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils in einer solchen Prozessanordnung gemäß Anspruch 10.
In einem gattungsgemäßen 3D-Druckverfahren erfolgt die Herstellung eines Bauteils im Schichtaufbau, bei dem in einer Baukammer eine Pulverschicht aufgezogen wird und anschließend die Pulverschicht in einem Druckprozess mit einem Binder entsprechend der Bauteilkontur beaufschlagt wird. Dies wird solange wiederholt, bis das Bauteil schichtweise fertiggestellt ist.
In einer beispielhaft hervorgehobenen speziellen Prozessabfolge kann anschließend eine Aushärtung durchgeführt werden, bei der das noch im Pulverbett der Baukammer befindliche Bauteil erwärmt wird, um das Binder-Lösungsmittel auszudampfen. Für ein gleichmäßiges Aushärten wird die Oberseite des im Pulverbett der Baukammer befindlichen Bauteils mit einer wärmeisolierenden Pulverschicht überzogen. Im Anschluss an die Aushärtung erfolgt eine Bauteilentnahme aus dem Pulverbett sowie ein Bauteil-Transfer zu einer Entpulverungsstation, in der eine Grob- und Feinentpulverung des Bauteils durchführbar ist.
In einer dazu alternativen Prozessabfolge kann die Aushärtung durch Polymerisationsvorgänge oder Ähnlichem erfolgen. Die später beschriebene Erfindung ist unabhängig von der jeweils gewählten Prozessabfolge einsetzbar.
Die oben genannten Prozessschritte, nämlich Bauteilentnahme, Transfer sowie Entpulverung, werden derzeit meist manuell durchgeführt und sind daher nicht geeignet für eine Großserienfertigung.
Es gibt bislang unterschiedliche Lösungsansätze zur automatisierten Entpulverung und Bauteilentnahme im Bereich des 3D-Drucks mit Pulvern. Beispielhaft ist aus der DE 10 2012 106141 A1 bekannt, von unterhalb des Bauraumes Luft einzublasen, was zu einer Fluidisierung und zum Abfließen des ungebundenen Pulvers führt. Die lose im Bauraum platzierten Bauteile sinken zu Boden und können anschließend manuell entnommen werden. Eine weitere Lösung besteht in der Nutzung der Fluidisierung und gleichzeitigem Umkippen des Bauraumes ( US 6 932 935 B1 ). Die bekannten Lösungen weisen alle Schwachstellen in der Gesamtprozesskette auf. Eine wirtschaftliche und qualitativ immer gleich hochwertige Entpulverung kann somit nicht gewährleistet werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prozessanordnung zur Durchführung eines pulverbasierten 3D-Druckverfahrens bereitzustellen, die für eine Serienfertigung von Bauteilen geeignet ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht von einer Prozessanordnung mit einer Druckstation aus, in der ein Bauteil im 3D-Druckverfahren in einer Baukammer im Schichtaufbau hergestellt wird. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist die Prozessanordnung eine Greifereinheit zum Halten des noch im Pulverbett der Baukammer befindlichen Bauteils oder zur Bauteilentnahme des hergestellten Bauteils aus der Baukammer auf. Die Greifereinheit ist bevorzugt eine Düsenanordnung mit zumindest einer Saugdüse, die als ein Haltemittel wirkt. Zum Ergreifen des Bauteils im Pulverbett der Baukammer wird die Saugdüse mittels Unterdruck am hergestellten Bauteil angekoppelt. Anschließend kann das Bauteil mittels der Saugdüse in einer Entnahmebewegung aus der Baukammer transferiert werden.
Die erfindungsgemäße Greifereinheit kann zudem als Entpulverungsmittel wirken, wie es später noch beschrieben ist. In diesem Fall weist die Düsenanordnung die zusätzliche Funktion auf, loses, nicht in Bauteilen gebundenes Pulver bis zur Wiederverwendung wegzusaugen, bis es dann auf ein Bauteil trifft, welches in diesem Zuge über den Unterdruck gegriffen wird.
Die Erfindung betrifft allgemein eine Prozesskette zum (teil-)automatisierten Entpulvern von Bauteilen mit folgenden Prozessschritten:

Zunächst wird ein Andocken einer mobilen Einheit mit dem enthaltenen Pulver inkl. Bauteilen durchgeführt. Der Bereich zum Andocken einer mobilen Baueinheit ist gekennzeichnet durch eine Abdichtung gegenüber der Umgebung und einer definierten Positionierung der Baueinheit zur Entpulverungsstation sowie möglicherweise einer elektrischen Kontaktierung. Die definierte Positionierung kann wie in der Anlage beschrieben über mechanische Anschläge erfolgen, auch eine Positionierung mittels Sensorik ist möglich.

Im weiteren Prozessverlauf erfolgt ein Entfernen der bedeckenden Rulverchicht Die Entfernung einer möglicherweise über den Bauteilen liegenden pulverförmigen Deckschicht kann in einem Saugprozess, einem Rakelprozess oder einer Kombination aus beiden Prozessen ausgeführt werden. Die Entfernung der oberen Pulverschicht ist je nach nachfolgender Prozessführung nicht zwingend notwendig und kann auch beim Freilegen der Bauteile mit durchgeführt werden.
Anschließend erfolgt ein Freilegen der Bauteile (gegebenenfalls schichtweise bei mehreren Bauteilschichten): Das Freilegen der Bauteile kann über ein Düsenarray (nachfolgend als Düsenanordnung bezeichnet) durchgeführt werden, wobei das Düsenarray aus mehreren einzelnen Saugdüsen besteht. Diese Saugdüsen können musterförmig angeordnet sein und auf gleicher oder unterschiedlicher Höhe positioniert sein. Jede Düse kann dabei sowohl Pulver ansaugen, als auch Bauteile halten. Das Düsenarray befindet sich vertikal über der Bauplattform/des Pulverbetts mit den darin liegenden Bauteilen. Das Düsenarray und/oder die Baukammer ist dabei in vertikaler Richtung beweglich ausgeführt. Vor oder während des Saugprozesses findet eine Relativbewegung zueinander statt. Dadurch tauchen die Düsen in das Pulverbett ein und saugen Pulver aus diesem ab. Das Düsenarray kann dabei die gesamte Fläche des Pulverbetts überdecken, es kann auch kleiner ausgeführt sein und der Prozess wird mehrmals durchgeführt oder es bestehen mehrere Düsenarrays, welche parallel oder sequenziell arbeiten können. Die Düsen können dabei unabhängig voneinander gelagert sein und dadurch die Oberfläche der Bauteile im Pulverbett abbilden. Das abgesaugte Pulver kann in einem nachfolgenden Prozess wiederverwendet werden, gegebenenfalls mit zwischenzeitlicher Aufbereitung.
Die Bauteile können mittels des Düsenarrays manipuliert/bewegt/gedreht/aufgenommen werden: So können die Bauteile durch das Düsenarray gegriffen und bewegt werden. Dabei werden die weichen Düsenköpfe an das Bauteil gefahren und mittels Unterdruck gehalten. Die Düsenköpfe können sich an die Bauteilgeometrie anschmiegen. Dabei kann man die Teile sowohl vertikal als auch horizontal bewegen. Auch eine Drehbewegung der Teile kann möglich sein, dadurch ist eine definierte Ablage der Teile für nachfolgende Prozessschritte, beispielsweise auf einem Förderband, möglich.
Die anschließende Grobentpulverung der Bauteile kann wie folgt realisiert sein: Die freigelegten Bauteile können auf einem Förderband positioniert werden, wobei das Förderband oder die Ablage pulverdurchlässig ausgeführt sein kann (zum Beispiel Lochblech). Es erfolgt eine Relativbewegung der Bauteile zu einer Druckluftdüse bzw. einer Anordnung aus Druckluftdüsen (zum Beispiel Ringanordnung). Mittels Relativbewegung werden die Bauteile einmal oder mehrmals an den Druckluftdüsen vorbei geführt und dadurch wird anhaftendes Pulver entfernt. Die Druckluft kann mit einem Abrasivmedium (zum Beispiel artgleiches Pulver wie im Pulverbett) versetzt sein. Des Weiteren können die Bauteile zwischen oder bei den einzelnen Vorgängen gedreht werden.
Die Feinentpulverung der Bauteile kann wie folgt realisiert sein: Zum Entfernen möglicher Pulverreste wird ein Feinentpulverungsschritt durchgeführt. Dieser kann mittels robotergeführter Düse, mittels Ultraschall in einem Becken, manuell oder mittels akustischer Schallreinigung ausgeführt sein.
Am Prozessende kann eine Qualitätssicherung erfolgen: Eine solche Qualitätskontrolle der Bauteile kann mittels optischer Messung oder gravimetrisch (Wiegen) durchgeführtwerden. Weitergabe der Bauteile an Logistik oder nachfolgende Fertigungsprozesse (zum Beispiel Sintern).
Die Weitergabe der Bauteile kann automatisch oder manuell erfolgen.
Die Prozessschritte können vollständig oder auch nur teilweise durchlaufen werden. Zusammenfassend werden mittels der Erfindung die folgenden, stichpunktartig aufgelisteten Vorteile erzielt, nämlich eine automatisierte Abfolge der Prozessschritte sowie eine Verkettung der Prozessschritte.
Nachfolgend sind Erfindungsaspekte nochmals im Einzelnen hervorgehoben:
In einer speziellen technischen Umsetzung kann nach erfolgtem 3D-Druckverfahren die Oberseite des im Pulverbett befindlichen, hergestellten Bauteils mit einer Pulverschicht überdeckt sein. Die Pulverschicht wirkt als Wärmeisolation für einen Aushärteprozess, bei dem das im Pulverbett befindliche Bauteil unmittelbar nach dem 3D-Druckverfahren bei einer Aushärtetemperatur (zum Beispiel 140 bis 180°C) ausgehärtet wird, damit das Binder-Lösungsmittel ausdampfbar ist. Es ist hervorzuheben, dass die Erfindung nicht auf die obige spezielle Prozessführung beschränkt ist. So kann beispielhaft in einer alternativen Prozessabfolge die Aushärtung durch Polymerisationsvorgänge oder Ähnlichem erfolgen.
Vor Durchführung der Bauteilentnahme kann zumindest diese obere, wärmeisolierende Pulverschicht mittels der Düsenanordnung abgesaugt werden. Auf diese Weise wird die Bauteil-Oberseite von Pulver freigelegt. Die als Haltemittel haltende Saugdüse der Düsenanordnung kann daher zumindest an der Bauteil-Oberseite andocken.
In gängiger Praxis kann der 3D-Druckstation eine Entpulverungsstation prozesstechnisch nachgeschaltet sein. In der Entpulverungsstation erfolgt eine Grob- und/oder Feinentpulverung des Bauteils. Bevorzugt ist es, wenn das noch im Pulverbett der Baukammer befindliche Bauteil vollautomatisch mittels der Düsenanordnung ergreifbar ist und von der Baukammer in die Entpulverungsstation transferierbar ist.
In einer technischen Realisierung kann die Düsenordnung eine Vielzahl von Saugdüsen aufweisen. Die Düsenanordnung ist oberhalb der Baukammer angeordnet. Zudem kann die Düsenanordnung vollständig die Oberseite des in der Baukammer befindlichen Pulverbetts überdecken.
Für ein prozesssicheres Halten des Bauteils ist es bevorzugt, wenn die Düsenanordnung mit einer Mehrzahl von Saugdüsen an das Bauteil andockt und dieses festhält. Vor diesem Hintergrund ist es bevorzugt, wenn die Saugdüsen voneinander unabhängig verstellbar in einem Düsen-Träger der Düsenanordnung gelagert sind. Bevorzugt können die Saugdüsen in einer Vertikalrichtung hubverstellbar sein. In diesem Fall können die Saugdüsen konturangepasst an die Geometrie der Bauteiloberseite andocken (mit jeweils unterschiedlichen Hubwegen).
Um beim Andocken der Saugdüse eine Bauteilbeschädigung zu vermeiden, ist es bevorzugt, wenn die zumindest eine Saugdüse elastisch nachgiebig in der Düsenanordnung gelagert ist. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Saugdüse an ihrer, dem Bauteil zugewandten Seite einen elastisch nachgiebigen Düsenkopf aufweisen.
Im Hinblick auf eine für die Serienfertigung geeignete Prozessanordnung ist es bevorzugt, wenn auch in der Entpulverungsstation eine vollautomatische Entpulverung des Bauteils durchführbar ist. Vor diesem Hintergrund kann die Entpulverungsstation eine insbesondere druckluftdurchlässige Ablage aufweisen, auf der das Bauteil mittels der Greifereinheit ablegbar ist. In der Entpulverungsstation kann, insbesondere für eine Grobentpulverung, eine Druckluft-Düsenanordnung bereitgestellt sein, mittels der das Bauteil mit Druckluft entpulvert wird. Fertigungstechnisch vorteilhaft ist die Ablage auf ein Förderband, mit dem das darauf abgelegte Bauteil an der Druckluft-Düsenanordnung vorbeiführbar ist. Die Druckluft-Düsenanordnung kann das Förderband mitsamt darauf abgelegtem Bauteil ringförmig umziehen, so dass das Bauteil umfangsseitig mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Nach der Grobentpulverung kann eine Feinentpulverung erfolgen, mittels der noch am Bauteil verbliebene Pulverreste entfernt werden. Die Feinentpulverung kann bevorzugt mittels zumindest einer robotergeführten Druckluft-Düse, mittels Ultraschall in einem Ultraschall-Tauchbecken, manuell oder mittels akustischer Schallreinigung realisiert werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

1 bis 4 jeweils Ansichten, anhand derer eine Bauteilentnahme aus einer Baukammer einer 3D-Druckstation veranschaulicht ist;
5 eine Ansicht entsprechend der 4 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 bis 11 jeweils Detailansichten von Komponenten der Greifereinheit bzw. der Entpulverungsstation.

In der 1 ist eine Baukammer 1 einer 3D-Druckstation nach bereits durchgeführtem 3D-Druckprozess gezeigt. Im Pulverbett 3 der Baukammer 1 sind insgesamt vier Bauteile 5 eingebettet. Die Baukammer 1 ist von einem, in Vertikalrichtung hubverstellbaren Hubboden 7 begrenzt. Der Hubboden 7 der Baukammer 1 kann während des 3D-Druckprozesses und/oder während einer später beschriebenen Bauteilentnahme hubverstellt werden.
Im 3D-Prozess werden die Bauteile 5 im Schichtaufbau hergestellt, bei dem in der Baukammer 1 eine Metallpulverschicht (alternativ Kunststoffpulver oder Sand) aufgezogen wird. Anschließend wird die Metallpulverschicht in einem Druckprozess mit Hilfe eines nicht gezeigten Druckkopfes mit einem Binder entsprechend der Bauteilkontur beaufschlagt. Dies wird solange wiederholt, bis das jeweilige Bauteil 5 schichtweise fertiggestellt ist. Anschließend erfolgt eine Aushärtung, bei der die noch im Pulverbett 3 der Baukammer 1 befindlichen Bauteile 5 auf eine Aushärtetemperatur erwärmt werden, um das Binder-Lösungsmittel auszudampfen. Um ein einwandfreies Aushärten zu gewährleisten, ist in der 1 die Oberseite der beiden oberen, im Pulverbett 3 befindlichen Bauteile 5 mit einer wärmeisolierenden Pulverschicht 9 überzogen. Nach der Aushärtung erfolgt eine Bauteilentnahme aus dem Pulverbett 3 sowie ein Transfer des jeweiligen Bauteils 5 zu einer Entpulverungsstation 11 (8 bis 11).
Ein Kern der Erfindung betrifft eine Greifereinheit 13. Diese ist als eine Düsenanordnung mit einer Vielzahl von Saugdüsen 15 realisiert. Die Düsenanordnung ist in den Figuren oberhalb der Baukammer 1 angeordnet und überdeckt die Oberseite des in der Baukammer 1 befindlichen Pulverbetts 3 vollständig. Die Saugdüsen 15 sind voneinander unabhängig vertikal hubverstellbar in einem Düsen-Träger 17 der Düsenanordnung gelagert. Zudem ist jede der Saugdüsen 15 elastisch nachgiebig über ein Federelement 19 an dem Düsen-Träger 17 angebunden. Alternativ und/oder zusätzlich können die Saugdüsen 15 an ihrem jeweiligen, dem Bauteil 5 zugewandten Seite einen elastisch nachgiebigen Düsenkopf 21 (7) aufweisen.
Vor dem Start der Bauteilentnahme wird die Düsenanordnung über einen Hubweg vertikal nach unten bewegt, bis die Saugdüsen 15 in die obere, wärmeisolierende Pulverschicht 9 eintauchen. Anschließend wird die wärmeisolierende Pulverschicht 9 von den Saugdüsen 15 abgesaugt. Dies erfolgt unter Freilegung der Oberseiten 23 der beiden oberen Bauteile 5 (2 und 3). Wie aus der 3 hervorgeht, werden die Saugdüsen 15 konturangepasst an die Geometrie der jeweiligen Bauteil-Oberseiten 23 bis in Anlage damit geführt und mittels Saugdruck an der jeweiligen Bauteil-Oberseite 23 angekoppelt. Die Saugdüsen 15 wirken somit als Haltemittel, die die beiden freigelegten Bauteile 5 in der Baukammer 1 lagefixieren.
Anschließend werden die beiden oberen, an den Saugdüsen 15 mittels Saugdruck anhaftenden Bauteile 5 mit einem Reversierhub R (4) aus der Baukammer 1 entnommen und auf ein druckluftdurchlässiges Förderband 25 (8) der Entpulverungsstation 11 abgelegt.
Wie aus der 5 hervorgeht, sind die Saugdüse 15 voneinander unabhängig über unterschiedliche Hubwege verstellbar, so dass die Saugdüsen 15 konturangepasst an die Geometrie der Bauteil-Oberseite 23 andocken können.
In der 6 ist in Detailansicht eine Saugdüse 15 gezeigt. Demnach weist die Saugdüse 15 zwei Kanäle 14, 16 auf, nämlich einen radial äußeren Saugkanal 14, der einen zentrischen Blaskanal 16 umzieht. Aus dem Blaskanal 16 wird Druckluft geblasen, um Pulver aufzuwirbeln und festere Pulveragglomerate zu zerstören. Das aufgewirbelte Pulver wird vom Saugkanal 14 eingesaugt.
In der Entpulverungsstation (8) erfolgt eine Grobentpulverung mittels einer Druckluft-Düsenanordnung 27, mittels der das jeweilige Bauteil 5 über Druckluft entpulvert wird. Hierzu wird das auf dem Förderband 25 abgelegte Bauteil 5 an der Druckluft-Düsenanordnung 27 vorbeigeführt. In der 8 umzieht die Druckluft-Düsenanordnung 27 das Förderband 25 mitsamt darauf abgelegtem Bauteil 5 ringförmig, so dass das Bauteil 5 umfangsseitig mit der Druckluft beaufschlagbar ist. Der Düsenring der Druckluft-Düsenanordnung 27 kann Druckluft mit Strahlgut (zum Beispiel Gleichpulver) auf das Bauteil 5 blasen. Gegebenenfalls kann das Bauteil 5 gewendet/gedreht werden, so dass eine gleichmäßige Bestrahlung durchführbar ist.
Nach der Grobentpulverung (8) erfolgt eine Feinentpulverung, mittels der noch am Bauteil verbliebende Pulverreste 28 entfernbar sind (9). Hierzu wird eine Ist-Kontur K_ist des Bauteils 5 mittels einer optischen Sensoreinrichtung 29 erfasst und zu einer Steuereinheit 31 geleitet, in der die Ist-Kontur K_ist mit einer Bauteil-Sollkontur vergleichen wird. Auf der Grundlage dieses Vergleichs generiert die Steuereinheit 31 ein Stellsignal, mit dem eine robotergestützte Druckluftdüse 33 in Richtung noch verbliebener Pulverreste bewegt wird und diese druckluftbehandelt.
Alternativ dazu kann die Feinentpulverung gemäß der 10 durch Ultraschallbehandlung in einem Tauchbecken 35 durchgeführt werden. Hierzu wird das Bauteil 5 mittels des Förderbands 25 in einen als flüssigkeitsdurchlässigen Gitterbox realisierten Trägerkorb 37 überführt, der in das Tauchbecken 35 gegeben wird. Im Tauchbecken 35 erfolgt die Ultraschallbehandlung, wobei der im Tauchbecken 35 schwimmende Trägerkorb 37 mittels zum Beispiel Luftblasen 39 lageverstellbar ist. Nach erfolgter Ultraschallbehandlung wird der Trägerkorb 37 mitsamt gereinigtem Bauteil 5 aus dem Tauchbecken 35 entnommen.
Alternativ dazu kann die Feinentpulverung mittels akustischer Schallreinigung (11) erfolgen. Hierzu wird das auf dem Förderband 25 befindliche Bauteil 5 durch eine Schallreinigungsstation 41 geführt. Der Schall regt die noch verbliebenen Pulverreste 28 zum Schwingen an, wodurch diese abfallen.
Bezugszeichenliste

1: Baukammer
3: Pulverbett
5: Bauteile
7: Hubboden
9: Wärmeisolierende Pulverschicht
11: Entpulverungsstation
13: Greifereinheit
14: Saugkanal
15: Saugdüsen
16: Blaskanal
17: Düsen-Träger
19: Federelement
21: Düsenkopf
23: Bauteil-Oberseite
25: Förderband
27: Druckluft-Düsenanordnung
29: Pulverrest
29: optische Sensoreinrichtung
31: Steuereinheit
33: Robotergestützte Druckluftdüse
35: Ultraschall-Tauchbecken
37: Trägerkorb
39: Luftblasen
41: Schallreinigungsstation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012106141 A1 [0006]
US 6932935 B1 [0006]

Claims

Prozessanordnung zur Durchführung eines pulverbasierten 3D-Druckverfahrens, mit einer Druckstation, in der ein Bauteil (5) in einer Baukammer (1) im Schichtaufbau herstellbar ist, und einer Greifereinheit (13) zum Halten oder zur Bauteilentnahme des hergestellten Bauteils (5) aus der Baukammer (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Greifereinheit (13) eine Düsenanordnung mit zumindest einer Saugdüse (15) ist, die als Haltemittel wirkt, das mit einem Saugdruck am hergestellten Bauteil (5) ankoppelbar ist, und dass insbesondere mittels der Saugdüse (15) das Bauteil (5) in einer Entnahmebewegung aus der Baukammer (1) transferierbar ist, und/oder dass insbesondere die Saugdüse (15) neben der Haltefunktion zusätzlich auch noch das Pulverbett absaugt.
Prozessanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgtem 3D-Druckverfahren die Oberseite (23) des hergestellten Bauteils (5) mit einer Pulverschicht (9) überdeckt ist, und dass vor Durchführung der Bauteilentnahme zumindest die obere Pulverschicht (9) mittels der Düsenanordnung absaugbar ist, und zwar unter Freilegung der Bauteil-Oberseite (23) von Pulver, und/oder dass die als Haltemittel wirkende Saugdüse (15) der Düsenanordnung zumindest an der freigelegten Bauteil-Oberseite (23) andockt.
Prozessanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstation eine Entpulverungsstation (11) nachgeschaltet ist, in der eine Grob- und/oder Feinentpulverung erfolgt, und dass insbesondere das Bauteil (5) mittels der Düsenanordnung von der Baukammer (1) in die Entpulverungsstation (11) transferierbar ist.
Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenanordnung eine Vielzahl von Saugdüsen (15) aufweist, und/oder dass die Düsenanordnung oberhalb der Baukammer (1) angeordnet ist und/oder insbesondere vollständig die Oberseite des in der Baukammer (1) befindlichen Pulverbetts (3) überdeckt.
Prozessanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüsen (15), insbesondere voneinander unabhängig, vertikal hubverstellbar in einem Düsen-Träger (17) der Düsenanordnung gelagert sind, und/oder dass die Saugdüsen (15) konturangepasst die Geometrie der Bauteil-Oberseite (23) nachbilden.
Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüse (15) in der Düsenanordnung elastisch nachgiebig gelagert ist, und/oder dass die Saugdüse (15) an ihrer, dem Bauteil (5) zugewandten Seite einen elastisch nachgiebigen Düsenkopf (21) aufweist.
Prozessanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entpulverungsstation (11) eine insbesondere druckluftdurchlässige Ablage (25) aufweist, auf der das Bauteil (5) mittels der Greifereinheit (13) ablegbar ist, und dass die Entpulverungsstation (11), insbesondere für eine Grobentpulverung, eine Druckluft-Düsenanordnung (27) aufweist, mit der das Bauteil (5) mittels Druckluft entpulvert wird.
Prozessanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablage (25) ein Förderband ist, mit dem das darauf abgelegte Bauteil (5) an der Druckluft-Düsenanordnung (27) vorbeiführbar ist, und dass insbesondere die Druckluft-Düsenanordnung (27) das Förderband (25) mitsamt darauf abgelegtem Bauteil (5) ringförmig umzieht, so dass das Bauteil (5) umfangsseitig mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Prozessanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Grobentpulverung eine Feinentpulverung erfolgt, mittels der noch am Bauteil (5) verbliebene Pulverreste (28) entfernbar sind, und zwar insbesondere mittels zumindest einer robotergeführten Druckluft-Düse (33), mittels Ultraschall in einem Tauchbecken (35), manuell oder mittels akustischer Schallreinigung.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils in einer Prozessanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.