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Title:
METHOD AND DEVICE FOR REMOVING RESIN ADHERING TO ADDITIVELY MANUFACTURED COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/214319
Kind Code:
A1
Abstract:
: A method for at least partially removing at least partially unreacted resin (10) adhering to components (1) produced by means of a lithographic generative manufacturing process, comprising a) loading at least one optionally closable container (3) with at least one component (1), b) arranging the container (3) at one of a number of receiving positions of a centrifuge device (7, 8) that are eccentric with respect to an axis of rotation (6), c) centrifuging the at least one container (3) by means of the heatable centrifuge device (7, 8), whereby the adhering, at least partially unreacted resin (10) is detached from the component (1), d) collecting the detached resin in an optionally removable collecting portion (12) of the at least one container (3). Figure 1

Inventors:
KURY MARKUS (AT)
PFAFFINGER MARKUS (AT)
BUSETTI BERNHARD (AT)
GMEINER ROBERT (AT)
Application Number:
PCT/IB2023/054580
Publication Date:
November 09, 2023
Filing Date:
May 03, 2023
Export Citation:
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Assignee:
CUBICURE GMBH (AT)
International Classes:
B08B7/00; B08B11/00; B29C64/35; B33Y40/20
Domestic Patent References:
WO2019209732A12019-10-31
Foreign References:
US20210237358A12021-08-05
US20200215811A12020-07-09
US20210086450A12021-03-25
US20090283119A12009-11-19
US20210323234A12021-10-21
US10004578B12018-06-26
US20210237358A12021-08-05
Attorney, Agent or Firm:
KESCHMANN, Marc (AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verfahren zum zumindest teilweisen Entfernen von an mittels eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen (1) anhaftendem, zumindest teilweise unreagierten Harz (10) , umfassend:

Beladen wenigstens eines bevorzugt verschließbaren Behälters (3) mit wenigstens einem Bauteil (1) , Anordnen des Behälters (3) an einer von mehreren in Bezug auf eine Rotationsachse (6) exzentrischen Aufnahmepositionen einer Zentrifugenvorrichtung (7,8) , Zentrifugieren des wenigstens einen Behälters (3) mittels der Zentrifugenvorrichtung (7,8) , wodurch das anhaftende, zumindest teilweise unreagierte Harz vom Bauteil (1) abgelöst wird, Sammeln des abgelösten Harzes in einem optional abnehmbaren Sammelabschnitt (12) des wenigstens einen Behälters (3) .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bauteil (1) an einem Bauteilträger (2) , insbesondere einer Bauplattform, anhaftend in dem Behälter (3) angeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Bauteil (1) oder der Bauteilträger (2) im Behälter (3) vorzugsweise an einer der Rotationsachse (6) der Zentrifugenvorrichtung (7,8) zugewandten oder abgewandten Seite oder Wand des Behälters

(3) befestigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrifugenraum der Zentrifugenvorrichtung (7,8) beheizt wird, wobei bevorzugt der Zentrifugenraum mit einer Heizvorrichtung umfassend eine Verdichter- und/oder Ventilatoreinheit (16) und ein Heizelement (17) beheizt wird und die beheizte Luft dabei im Kreis geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) Löcher (18) aufweist, um eine bessere Durchströmbarkeit des Behälters (3) mit Fluid zu gewährleisten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Behälter (3) vor dem Zentrifugieren verschlossen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigsten eine, im Behälter (3) angeordnete Bauteil (1) vor und/oder während des Zentrifugierens mittels einer Heizeinrichtung erwärmt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Beladens das Anordnen wenigstens eines Bauteils (1) in einem ersten Behälter (3) und das Anordnen wenigstens eines weiteren Bauteils (1) in einem zweiten Behälter (3) umfasst, wobei das Erwärmen des ersten und zweiten Behälters (3) derart gesteuert wird, dass beim Zentrifugieren im ersten Behälter (3) eine andere Temperatur vorherrscht als im zweiten Behälter (3) .

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Behälters (3) nach dem Verschließen unter verminderten Druck gesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Behälter (3) während des Zentrifugierens relativ zu einem den wenigstens einen Behälter (3) tragenden Rotor (7,8) der Zentrifugenvorrichtung gedreht wird und ggf. zur Drehung angetrieben wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelabschnitt (12) samt dem darin angeordneten abgelösten Harz (10) vom Behälter (3) getrennt wird .

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das im Sammelabschnitt (12) gesammelte Harz (10) einem Verfahren zur lithographischen generativen Fertigung von Bauteilen rückgeführt wird und bevorzugt vor der Rückführung einer Qualitätskontrolle unterzogen wird, wobei die Qualitätskontrolle bevorzugt eine Viskositätsmessung und/oder eine Messung der Durchhärtung beinhaltet .

13. Vorrichtung zum zumindest teilweisen Entfernen von an mittels eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen (1) anhaftendem, zumindest teilweise unreagierten Harz (10) , insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend eine Zentrifugenvorrichtung (7,8) mit einem zur Rotation um eine Rotationsachse (6) antreibbaren Rotor (7,8) und eine Mehrzahl von Behältern (3) mit jeweils einer für das Beladen mit wenigstens einem Bauteil (1) vorgesehenen Behälteröffnung und Befestigungsmitteln (9) zum Befestigen des wenigstens eines Bauteils (3) im Behälterinneren, wobei der Rotor (7,8) eine Mehrzahl von in Bezug auf die Rotationsachse (6) exzentrischen Aufnahmen für die exzentrische Anordnung jeweils eines aus der Mehrzahl von Behältern (3) aufweist, wobei die Behälter (3) optional ein Verschlussteil (11) zum Verschließen der Behälteröffnung und einen optional abnehmbaren Sammelabschnitt (12) zum Sammeln von abgelöstem Harz (10) aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifugenvorrichtung (7,8) Heizeinrichtungen aufweist, von denen jede einem jeweiligen Behälter (3) zugeordnet ist, und dass Mittel zur individuellen Steuerung der Heizeinrichtungen vorgesehen sind, sodass die Temperatur jedes Behälters (3) gesondert einstellbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifugenvorrichtung (7,8) wenigstens eine Unterdruckquelle aufweist, die mit dem Innenraum der Behälter (3) jeweils über ein ansteuerbares Verschlussteil fluidisch verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3) relativ zum Rotor (7,8) drehbar am Rotor (7,8) gelagert sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3) jeweils an einer der Rotationsachse (6) der Zentrifugenvorrichtung (7,8) zugewandten oder abgewandten Seite oder Wand des Behälters (3) eine Befestigungsvorrichtung (9) zum Befestigen des wenigstens einen Bauteils (1) oder Bauteilträgers

( 2 ) aufweisen .

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (3) jeweils eine dem Sammelabschnitt (12) vorgeordnete Rückhaltevorrichtung (13) , wie z.B. ein Sieb oder ein Filter, aufweisen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelabschnitt (12) lösbar mit dem Behälter (3) verbunden und bevorzugt als Auffangwanne ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelabschnitt (12) fluidisch mit einer der Rotationsachse (6) der Zentrifugenvorrichtung (7,8) abgewandten Seite oder Wand des Behälters (3) verbunden, insbesondere unterhalb dieser angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelabschnitt (12) als Auffangwanne ausgebildet ist, an deren der Rotationsachse (6) abgewandten Wand wenigstens eine verschließbare Öffnung ausgebildet ist, und dass die Zentrifugenvorrichtung (7,8) wenigstens eine ringförmige, insbesondere stationäre Sammelrinne aufweist, welche die Kreisbahn der Öffnung umgibt .

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrifugenraum der Zentrifugenvorrichtung (7,8) mit einer Verdichter- und/oder Ventilatoreinheit (16) und einem Heizelement (17) verbunden ist .

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von an additiv hergestellten Bauteilen anhaftendem Harz

Die Erfindung betri f ft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Entfernen von an mittels eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen anhaftendem, zumindest teilweise unreagierten Harz .

Üblicherweise werden in strahlungshärtenden additiven Fertigungsverfahren bei Prozesstemperatur flüssige oder zähflüssige Reaktivharze lokal und hoch aufgelöst einer Strahlung ausgesetzt und dadurch ausgehärtet . Die erste Schicht wird auf einer Bauplattform oder einem Substrat ausgehärtet , an welchem die in weiterer Folge schichtweise ausgehärteten dreidimensionalen Formkörper anhaften können . Der schichtweise Aufbau der Formkörper kann in einem bottom- up oder top-down Prozess erfolgen . Beispiele für strahlungshärtende additive Fertigungsverfahren sind Stereolithographie , Digital Light Processing ( DLP ) , Zwei- Photonen-Lithographie , Inkj et , volumetrischer 3D Druck sowie diverse Verfahrenskombinationen . Außerdem können die genannten Technologien und Verfahrenskombinationen auch mit zusätzlichen Technologien kombiniert werden ( z . B . mit anderen generativen Fertigungsverfahren, wie fused deposition modelling, subtraktive Verfahren, Fiber Placement Systemen, Fiber Coating Vorrichtungen, Bohrvorrichtungen, Lötvorrichtungen, Dye Coating Systemen, Die Bonding Apparaturen, Kalt- und Heißplasmabehandlungsvorrichtungen, Wire-Bonding Vorrichtungen, Spray Coating und Micro-Droplet Systemen, Gussapparaturen, um beispielsweise Bauteile zu befüllen, Schneide- und Fräsvorrichtungen, Pick-and-Place Einheiten wie zum Beispiel Roboterarme und viele andere Obj ektmanipulatoren) . Ein weiteres Verfahren ist die von der Anmelderin entwickelte Hot Lithography Technologie . Hier werden bei Raumtemperatur viskose , hochviskose , feste und/oder hochgefüllte Harze nicht-selektiv oder selektiv aufgehei zt und dadurch die Viskosität soweit abgesenkt , bis die Harze für Schichtverfahren prozessierbar werden .

Nach erfolgreichem Druck der 3D Geometrien sind diese immer noch mit Reaktivharzresten kontaminiert , wobei sich zumindest an der Oberfläche gedruckter Obj ekte und/oder in Hohlstellen, Hinterschnitten und Obj ektdetails mit Kapillarwirkung Restharzmengen befinden können . Die Entfernung des unerwünschten Restharzes findet üblicherweise in Tauchbädern mit organischen Lösungsmitteln statt . Das Lösungsmittel löst das an den 3D gedruckten Strukturen anhaftende Restharz an oder gänzlich auf und entfernt es somit mehr oder weniger gut vom vernetzten Photopolymerbauteil . Besagte Lösungsmittel können nur geringe Harzmengen aufnehmen und die Reinigungsleistung schwank mitunter stark in Abhängigkeit von dieser Beladung des Lösungsmittels mit Harzresten .

Neuere Ansätze beruhen bei der Reinigung von harzbehafteten Bauteilen auf dem Einsatz von Zentri fugentechnologie (US 10004578 Bl , WO 2019209732 Al , US 2021237358 Al ) . Hierbei kann es gelingen, das abgetrennte Harz im Anschluss wiederzuverwenden und dadurch anfallende Chemikalienabfälle sowie die für den Herstellungsprozess benötigte Harzmenge pro Bauteil zu verringern und somit Produktions- und Abfallkosten zu verringern . Dadurch wird auch indirekt zum Ressourcen- und Umweltschutz beigetragen . Auch wurden schon Ansätze zum Hei zen und Evakuieren von Zentri fugen beschrieben, j edoch wird hier immer der gesamte Zentri fugenraum behei zt bzw . evakuiert , was aufgrund des größeren Volumens unweigerlich zu erhöhten Energiekosten und zu längeren Prozess zeiten führt . Ein zusätzliches Problem betri f ft die Lastverteilung in Rotationsprozessen : da für Zentri fugen eine möglichst homogene Lastverteilung in der Rotationstrommel oder am Rotationsumfang wesentlich für einen zerstörungs freien Betrieb sind, muss die Zentri fugenbeladung gut geplant sein . Die Designfreiheit von generativen Prozessen und die hohe Individualisierung von additiv gefertigten Bauteilen führt zwangsläufig zu einer großen Geometrieviel falt , die sich in unterschiedlichen Massen bzw . Lasten widerspiegelt . Folglich ist eine homogene Lastverteilung in einer Zentri fuge de facto nie gegeben und kann zu erheblichen Problemen in der Anwendung führen .

Zusätzlich verschärft wird dieses Problem beim Abschleudern verschiedener gedruckter Bauteile vor allem dann, wenn Druckchargen aus hochviskosen und/oder hochgefüllten Harzen aus verschiedenen Materialien zu selben Zeit gereinigt werden sollen . Da Standardlithographieharze üblicherweise vergleichbar niedrige Viskositäten unter 2 Pa . s bei Raumtemperatur aufweisen, kann bei der Zentri fugenreinigung mit einem einheitlichen Reinigungsergebnis gerechnet werden . Im Fall von hochviskosen und/oder hochgefüllten Harzen muss hingegen meist eine erhöhte Temperatur zur erfolgreichen Reinigung eingesetzt werden, um eine Viskositätsverringerung des Harzes zu erzwingen und als Resultat die Reinigungsleistung zu verbessern . Dabei ist es oft nicht möglich, für Bauteile , die aus unterschiedlichen Harzen gefertigt wurden, eine gemeinsame Temperatur zu finden, die ein zufriedenstellendes Reinigungsergebnis für alle in Frage kommenden Harze liefert . Des Weiteren spielt auch die Festigkeit der zu reinigenden Bauteile eine wesentliche Rolle . Bekanntlich verringert sich die Festigkeit mit steigender Temperatur und dies kann bei einer Reinigung mittels Rotationsbewegung zur irreversiblen Bauteildeformation oder sogar Beschädigung führen . Dies erschwert die gleichzeitige Reinigung von aus unterschiedlichen Harzen aufgebauten Bauteilen und die zeitgleiche Reinigung verschiedener 3D-Druckchargen .

In additiven Fertigungsbetrieben kommt diese Situation häufig vor und ist logistisch nur schwer vermeidbar, da Auftragseingänge , Druckzeiten pro Bauteil oder Bauteilcharge in additiven Prozessen um mehrere Größenordnungen schwanken können und vor allem bei lithographischen Prozessen die Bauteilreinigung rasch nach dem Druckprozess erfolgen soll . Gerade auch bei der Wiederaufbereitung abgeschleuderter Harzreste ist eine Vermischung mehrerer Druckmaterialien fatal und verhindert in der Folge die Wiederverwendung solcher Restharzmengen vollständig .

Die Erfindung zielt daher darauf ab, Zentri fugenverfahren zu verbessern und folglich die Energiekosten zu senken, die Durchsatz zeiten zu erhöhen und die ef fi ziente Abtrennung und verbesserte Vorbereitung zur Wiederverwertung von Restharz zu garantieren .

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zum zumindest teilweisen Entfernen von an mittels eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen anhaftendem, zumindest teilweise unreagierten Harz vor, umfassend : Beladen wenigstens eines optional verschließbaren Behälters mit wenigstens einem Bauteil , Anordnen des Behälters an einer von mehreren in Bezug auf eine Rotationsachse exzentrischen Aufnahmepositionen einer Zentri fugen- und/oder Rotationsvorrichtung, Zentri fugieren des wenigstens einen Behälters mittels der Zentri fugenvorrichtung, wodurch das anhaftende , zumindest teilweise unreagierte Harz vom Bauteil abgelöst wird, Sammeln des abgelösten Harzes in einem optional abnehmbaren Sammelabschnitt des wenigstens einen Behälters .

Die Erfindung beruht somit auf der Idee , wenigstens einen Behälter vorzusehen, in welchen wenigstens ein harzverunreinigtes , 3D gedrucktes Bauteil über eine Öf fnung eingebracht und ggf . befestigt und welcher optional geschlossen werden kann . Das Bauteil kann hierbei als vereinzeltes Teil in den Behälter eingebracht werden, in Spezialaufnahmen befestigt werden oder an einem Bauteilträger , insbesondere einer Bauplattform, anhaften . Im Falle der Befestigung des Bauteils in einer Spezialaufnahme können beispielsweise vorhandene Löcher in der gedruckten Bauteilgeometrie genutzt werden, um das Bauteil beispielsweise mit Schrauben zu fixieren . Im Falle der Anordnung des Bauteils an einem Bauteilträger kann als Bauteilträger hierbei eine bedruckte Platte , eine bedruckte Ebene oder ein Bestandbauteil verwendet werden, auf welches mindestens eine lithographisch generativ gefertigte Struktur platziert und/oder aufgedruckt ist . Idealerweise wird eine Bauplattform an einer der Behälterwände befestigt . Die der Rotationsachse abgewandte Wand ist so gestaltet , dass sie abgeschleudertes Harz ideal aufnehmen kann und in den sich vorzugsweise am Boden befindlichen Sammelabschnitt , wie z . B . ein Harzsammelbecken, leitet . Nach dem Beladen und optionalen Verschließen des wenigstens einen Behälters kann dieser bei Bedarf behei zt und/oder unter Vakuum gesetzt werden . Alternativ oder zusätzlich dazu kann gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der vorliegenden Erfindung der Zentri fugenraum der Zentri fugenvorrichtung behei zt werden, wobei bevorzugt der Zentri fugenraum mit einer Hei zvorrichtung umfassend eine Verdichter- und/oder Ventilatoreinheit und ein Hei zelement behei zt wird und die behei zte Luft dabei im Kreis geführt wird . Dies ist dann besonders ef fektiv, wenn mit of fenen Behältern gearbeitet wird . Auch die Einleitung diverser Gase , Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsdampf ist möglich . Unter dem Zentri fugenraum wird hierbei ein von einem Gehäuse der Zentri fugenvorrichtung umschlossener Raum verstanden, der die Behälter enthält .

Bevorzugt weist der Behälter Löcher auf , um eine bessere Durchströmbarkeit des Behälters mit Fluid zu gewährleisten .

Im Anschluss können ein oder mehrere Behälter in der Zentri fuge am Rotor oder auf einer Rotorplattform befestigt werden, wobei die Temperatur, das Vakuum, usw . im Zentri fugenraum oder im Inneren des Behälters optional gesteuert werden kann . Danach kommt es zur Kreisbewegung der Behälter um die Rotationsachse der Zentri fugenvorrichtung, die zum Abtrennen des Harzes von der Bauteiloberfläche in den Behälter führt . Typische Rotationsgeschwindigkeiten bewegen sich im Bereich von 50 bis 5000 und bevorzugt zwischen 300 bis 2000 Umdrehungen pro Minute . Optional kommt es zu zusätzlichen Dreh- und/oder Schwenkbewegungen des Behälters um ein oder mehrere Drehachsen, welche innerhalb und/oder außerhalb des Behälters bzw . auch in Kombination solcher Achsbedingungen liegen können . Das verbleibende Restharz wird von der, der Rotationsachse abgewandten Behälterwand bzw . Behälterauskleidung aufgefangen und im Sammelabschnitt , d . h . einem für das Sammeln vorgesehenen Volumenteil des Behälters , gesammelt . Behälterinnenauskleidungen, die sich besonders gut eignen, sind zum Beispiel fluorierte Polymere , wie zum Beispiel PTFE oder FEP, aber auch Metalle wie beispielsweise Aluminium bzw . Aluminiumlegierungen .

Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die zu reinigenden Bauteile , noch auf der Bauplattform befindlich, direkt in den Behälter eingebracht werden können . Diese Behälter können schnell und unkompli ziert vom Rotor getrennt werden . Damit kann eine schnelle Be- und Entladung der Zentri fugen gewährleistet werden und ein mühsameres und zeitaufwendigeres Entfernen der Bauteile direkt vom Rotor kann vermieden werden . Dies führt im Produktionsalltag zu einer signi fikanten Einsparung an Prozess zeit und zu einer besseren Zentri fugenauslastung .

Die Erfindung beruht weiters auf der Idee , das zur Verfügung stehende Gesamtvolumen der Zentri fugenvorrichtung auf kleinere , voneinander in Umfangsrichtung getrennte Bereiche auf zuteilen, die um die Rotationsachse herum angeordnet sind . Dementsprechend sieht die Erfindung vor, dass der oder die Behälter an j eweils einer von mehreren in Bezug auf eine Rotationsachse exzentrischen Aufnahmepositionen einer Zentri fugenvorrichtung angeordnet werden . Das für die Aufnahme von Bauteilen zur Verfügung stehende Gesamtvolumen der Zentri fugenvorrichtung wird somit durch die Summe der Behältervolumina gebildet , wobei für j eden Behälter eine Aufnahmeposition vorgesehen ist . Die Befestigung der Behälter am Rotor der Zentri fugenvorrichtung an der j eweiligen Aufnahmeposition kann hierbei bevorzugt formschlüssig erfolgen . Das Vorsehen einer Mehrzahl von Behältern statt eines einzigen Zentri fugenvolumens erhöht die Flexibilität und ermöglicht die individuelle Anpassung der Verfahrensparameter, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird .

Bei hochviskosen Harzen wird die Abtrennung insbesondere durch Zufuhr von Wärme unterstützt und im Regel fall erheblich verbessert . Wie bereits erwähnt , wird durch erhöhte Temperatur die Viskosität des anhaftenden Restharzes reduziert , was die Separation vom Bauteil erleichtert . Dies kann unter anderem durch die Zufuhr von Wärme im gesamten Zentri fugenraum erfolgen . Die Wärmezufuhr kann mittels Konvektion oder Strahlung in den Zentri fugenraum eingebracht werden . Da erhöhte Temperaturen gleichzeitig die mechanische Festigkeit der Bauteile verringert , was beim Zentri fugieren zu irreversiblen Deformationen oder Bauteilschäden führen kann, muss ein Kompromiss betref fend die Temperatur zwischen Viskosität und Festigkeit für j edes Material/Harzsystem individuell gefunden werden . Das macht eine gleichzeitige Reinigung von beispielsweise zwei , drei oder vier Harzsystemen in einer Zentri fuge zur gleichen Zeit sehr schwierig . Hier bieten die behei zbaren Behälter die optimale Lösung, wenn, sie dies eine bevorzugten Aus führungs form der Erfindung entspricht , die Temperaturen für j eden Behälter individuell einstellbar sind . Weiters sind die im Vergleich zum Gesamtzentri fugenvolumen kleinen Behälter von großem Vorteil , da die Aufhei z zeiten sowie die anfallenden Energiekosten im geringen Volumen der Behälter deutlich geringer sind . Eine entsprechende optionale thermische I solierung der behei zten Behälter ist von Vorteil . Außerdem wird das abgeschleuderte Restharz im Behälter gesammelt , was Harzverschmutzungen in der Zentri fuge verhindert und folglich die Durchlauf zeiten erhöht . Dadurch können auch Behälter verschiedener Bauteile und Harze zeitgleich geschleudert werden . Ein in solche Behälter eingebautes Sieb oder Filter verhindert es , dass eventuell abgebrochene Stützstrukturen in den Sammelabschnitt gelangen . Eine optional eingebaute Vakuumverbindung hil ft dabei , das gesammelte Harz im Sammelabschnitt schon während des Abzentri fugierens zu entgasen oder zumindest eine Einbringung von Luft oder Gasen in das Harz sowie ein Harzschäumen zu verhindern . Gerade im Bereich der Herstellung medi zinischer oder medi zintechnischer Bauteile ist eine solche kontaminierungs freie Nutzung einer Zentri fugeneinheit wesentlich und nur durch ein derart definiertes Sammeln abgeschleuderter Restharzmengen in, zum Beispiel desinfi zierbaren Aufnahmebehältern, besteht die Chance , solche Harzmengen erneut für die Produktion einsetzen zu können .

Ein weiterer großer Vorteil liegt daher darin, dass schnelle Materialwechsel möglich sind, ohne dass es zu Kontaminationen mit anderen Harzen kommt . So können beispielsweise vier verschiedene Behälter mit vier verschiedenen Materialien bei vier verschiedenen Temperaturen und/oder Drücken zur selben Zeit in der gleichen Zentri fuge gereinigt werden, sofern die Fixierung von vier Behältern vorgesehen ist . In einer alternativen Aus führung kann die Zentri fuge das aktive Behei zen und/oder auch die Entgasung und/oder Flutung der Behälter aktiv unterstützen . Dazu können entweder elektrische und/oder pneumatische und/oder mechanische Anschlüsse vorgesehen sein, oder aber die Behälteratmosphäre indirekt durch die Auflage oder Einbringung in eine behei zte und/oder entgaste Aufnahmezone geregelt werden. Alternativ kann ein solcher Behälter auch mit einem definierten Gas, z.B. einem Schutz- oder Reaktionsgas gefüllt und/oder geflutet werden.

Sofern aufgrund der gerade zu reinigenden Bauteilmenge oder Bauplattenmenge keine homogene Masseverteilung in der Zentrifuge möglich ist, was in der additiven Fertigung wie eingangs erwähnt eher die Regel als die Ausnahme darstellt, kann eine solche homogene Masseverteilung durch Einbringung von Ausgleichsgewichten in der Zentrifuge erzielt werden. Das Mitschleudern von Ausgleichsgewichten stellt „Totmasse" im Sinne der Energieeffizienz des Verfahrens dar. In speziellen Fällen ist die Einbringung von Ausgleichsgewichten notwendig, um den reibungslosen Betrieb der Zentrifuge zu garantieren. Die homogene Verteilung kann mit Hilfe von Waagen festgestellt werden, die auch in der Zentrifuge eingebaut sein können.

In einer speziellen Ausprägung der Erfindung haben die Behälter verschließbare Öffnungen (Löcher) an unterschiedlich hohen Positionen (in z-Achse) , durch welche abgeschleudertes Harz aus den Behältern austreten kann, bzw. durch die Zentrifugalkräfte (in der Regel radial) herausgedrückt wird. Durch Öffnen des geeigneten Loches für einen Behälter kann dadurch die Höhe des Harzaustrittes aus diesem Behälter in der Zentrifuge gesteuert werden. In der Zentrifuge umlaufende Harzrinnen sind an verschiedenen Höhen (in Richtung der Rotationsachse) angeordnet. Dadurch kann eine Harztrennung auch unterschiedlich gefüllter Behälter indirekt über die Zentrifuge selbst erfolgen. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Ausprägung liegt darin, dass die Harzbehälter zwar individuell vorbeheizt oder erwärmt sein können, die Entgasung aber zentral über die Zentri fuge und dadurch sehr praktikable erfolgen kann .

In einer einfacheren Aus führung der Erfindung kann der wenigstens eine Behälter auch ohne Deckel und/oder ohne Abnehmbarkeit des Harzsammelabschnitts ausgeführt sein . Des Weiteren kann es sinnvoll sein, in gewissen Bereichen des Behälters Löcher oder Öf fnungen einzufügen, um die bessere Durchströmbarkeit zu gewährleisten . Dies kann bei Einleitung von Heißluft oder Gasen zu einer schnelleren Fluidumwäl zung führen, was die Prozess zeit erniedrigt . Dabei ist es vorteilhaft , die Heißluft oder das heiße Gas in einem geschlossenen Kreislauf zu führen, um so die Schleuderzeit zu reduzieren, die Energiekosten niedrig zu halten, aber auch die Betriebssicherheit hinsichtlich des Austritts von chemisch kontaminierten Gasen zu erhöhen .

In einer alternativen Aus führung ist der wenigstens eine Behälter derart gestaltet , dass er um eine oder mehrere definierte zusätzliche Rotationsachsen drehbar gelagert ist , welche sowohl im Inneren des Behälters sowie auch außerhalb des Behälters oder aber in beliebigen Kombinationen daraus liegen können . Neben der rotatorischen Bewegung des Zentri fugenrotors in der Zentri fuge kann der Behälter dadurch zusätzliche Dreh- und Schwenkbewegungen durchführen . Alternativ dazu kann auch das wenigstens eine Bauteil oder der Bauteilträger im Inneren des Behälters drehbar gelagert sein, wobei der Behälter selbst orts fest am Rotor verbleibt . In beiden Fällen kommt es zu verschiedensten Lastwechselprofilen und vor allem Lastwechselgeschwindigkeiten . Dies ist vor allem vor dem Hintergrund relevant , dass additiv gefertigte Bauteile stark unterschiedliche G-Kräfte vertragen, diese tolerierten G- Kräfte material- und geometriebedingt richtungsabhängig sein können und dass zusätzlich Hohlräume und Hinterschneidungen in additiv gefertigten Bauteilen vorliegen können, welche multiple Lastwechsel zur Ausbringung von Harzresten vorteilhaft erscheinen lassen . Hierbei ist es günstig, wenn die Behälter j e nach konstruktiver Aus führung rein passive Dreh- und Schwenkbewegungen durchführen können, welche sich j e nach Rotationsprofil und Beladung bzw . Masseverteilung der Behälter selbst ergeben, oder aber solche zusätzlichen Achsbewegungen ( Drehen, Schwenken) durch aktive Antriebsmechanismen der Behälterträger in der Zentri fuge bzw . durch spezielle Schnittstellen zwischen Behälter und Zentri fuge umgesetzt werden .

In einer speziellen Aus führung der Erfindung kann das im Sammelabschnitt gesammelte Harz nach Beendigung des Zentri fugierens mit einem Deckel verschlossen und in einem Zwischenschritt homogenisiert werden . Alternativ kann das Harz auch aus dem Behälter geleert und optional homogenisiert werden . Der Homogenisierungsschritt ist insbesondere bei mit Füllstof fen gefüllten Harzen vorteilhaft , da die Zentri fugalkraft zu einem Absetzen der Füllstof fe führen kann . Dies kann bereits für niedrig gefüllte Photoharze von 0 , 1 bis 1 Gew . -% Füllstof f der Fall sein; in j edem Fall aber für Photoharze mit Füllstof f gehalten von 1 bis 10 Gew . -% und besonders ausgeprägt für Photoharze mit Füllgraden von 10 bis 95 Gew . -% , wobei bei der Entmischung der Unterschied zwischen der Harzdichte und der Füllstof fdichte , die Morphologie eingebrachter Füllstof fe sowie die allgemeine Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung der Füllstof fe im Harz sowie oberflächenchemische Ef fekte zwischen Harz und Füllstof f entscheidend sein können . Wenn nötig, kann das abgetrennte Harz über diverse Mischmethoden homogenisiert werden, wobei ein oder mehrere Mischmethoden gleichzeitig oder hintereinander durchgeführt werden können . Alternativ dazu besteht die Möglichkeit , dass mehrere Chargen an abgetrenntem Restharz vereinigt und optional im Anschluss homogenisiert werden bzw . mit Frischharz gemischt und optional homogenisiert werden . Die somit neu erhaltenen Photoharze können dann für den 3D Druckprozess wiederverwendet werden . Hier ist anzumerken, dass insbesondere ungefüllte Harzsysteme zu keiner oder nur vernachlässigbaren Separation im Zentri fugenprozess neigen und folglich ein Homogenisierungsschritt zumeist überflüssig ist .

Ob das abgeschleuderte und anschließend im Behälter gesammelte Harz wiederverwendet werden kann, kann durch verschiedene Analysen zur Kontrolle und Sicherung der Harzqualität festgestellt werden . Eine Auswahl an klassischen Methoden zur Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung von photoreaktiven Harzen sind die Messung der Harzviskosität , die Messung der Durchhärtung des Harzes , die Bestimmung der Partikelverteilung im Harz , Opazitätsmessungen, spektrometrische Methoden und/oder spektroskopische Methoden . Typische Methoden zur Messung der Harzviskosität sind beispielsweise Auslaufbecher, Rotationsviskosimeter, Kapillarviskosimeter, Fallkörperviskosimeter oder Melt Flow Index (MFI ) Messgeräte . Die Viskosität eignet sich besonders gut als Indikator zur Harzqualität . So führt beispielsweise die teilweise Vernetzung des Harzes üblicherweise zu einer Viskositätserhöhung oder das Absetzen von Füllstof fpartikeln zu einem Viskositätsgradienten im Harz . Eine Möglichkeit die Durchhärtung zu messen, besteht darin, das photoreaktive Harz einer definierten Strahlungsdosis bzw. Strahlungsintensität über eine gewisse Zeit auszusetzen, die zur Aushärtung einer Dünnschicht führen soll. Diese üblicherweise wenige bis mehrere hundert pm dicke Schicht, kann im Anschluss vermessen werden (z.B. Bügelmessschraube, optisch, elektronisch) .

Partikelverteilungen können beispielsweise über ein Grindometer einfach ermittelt werden. Eine Qualitätskontrolle ist dann erfolgreich, wenn die Messergebnisse der jeweiligen Methode möglichst nahe am Ergebnis des Ausgangsharzes liegen. Die maximal mögliche Abweichung der Messergebnisse vom Ausgangsharz/Frischharz ist stark abhängig vom jeweiligen Harz. Sinnvolle Toleranzbereiche sind jedenfalls ±5%, ±10%, ±15%, ±20%, ±25% oder höher ausgehend vom jeweiligen Messwert des Ausgangsharzes/Frischharzes .

Das vom Bauteil zu entfernende, zumindest teilweise unreagierte Harz ist bevorzugt ein Photoharz. Photoharze bestehen üblicherweise aus (endgruppenmodifizierten, reaktive) Oligomeren, niedermolekulare mono- und/oder multifunktionelle Reaktivverdünnern, Füllstoffen, Additiven und/oder zumindest einem Photoinitiator. Beispiele für (endgruppenmodifizierte, reaktive) Oligomere sind prinzipiell alle Polymerisate, Polyadditions- und Polykondensationsprodukt beispielsweise Polyether, Polyester, Polyurethane, Polycarbonate, Polyamide, Polythioether, Polythioester, Silikone usw. In den meisten Fällen besitzen die reaktiven Komponenten zumindest eine oder mehrere reaktive Endgruppe (n) , die bei der Belichtung durch Strahlung einer geeigneten Wellenlänge unter Zerfall zumindest eines Photoinitiators aushärten und ein festes, vernetztes Polymer bilden. Beispiele für reaktive Endgruppen umfassen ungesättigte Doppelbindungen, Vinyl, Acrylate, Methacrylate, Acrylamide, Allylverbindungen, Norbornene, Vinylether, Epoxide, Oxetane, Maleimide, Thiole, um nur einige zu nennen. Typische Photoinitiatoren bilden bei Zerfall oder Aktivierung Radikale, Kationen, Anionen oder andere aktive Spezies (z.B. Grubbs Katalysatoren) aus, welche die Polymerisation bei Bestrahlung mit bestimmten Wellenlängen auslösen und üblicherweise zu einem vernetzten Photopolymer führen.

Photoharze können auch einen hohen Anteil an organischen, anorganischen, keramischen und/oder metallischen Füllstoffen enthalten und nach der Polymerisation zu Hybridmaterialien führen. Füllstoffe können auch Oligomere, Präpolymere und/oder Polymere sein. Typische Füllstoff anteile bewegen sich hierbei im Bereich von 1 bis 95wt%. Nach der Reinigung können beispielsweise anorganisch, keramisch oder metallisch gefüllte Photopolymere in Entbinderungs- und Sinterprozessen zu Keramiken oder Metallen weiterverarbeitet werden. Außerdem können genannte Photopolymere auch aus Dual-Cure Systemen bestehen, wobei eine erste Vernetzung zur Formgebung im 3D Druckprozess erfolgt, sowie eine zweite Vernetzung in nachgelagerten Prozessen z.B. thermisch ausgelöst wird.

Bevorzugt handelt es sich bei dem vom Bauteil zu entfernenden, zumindest teilweise unreagierten Harz um ein bei Raumtemperatur (20°C) noch mittelviskoses Harz mit einer Viskosität von 5 bis 30 Pa.s, ein hochviskoses Harz mit einer Viskosität von 30 bis mehreren hundert Pascalsekunden oder ein Harz sehr hoher Viskosität von 1.000 Pa.s und höher.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt in eine Prozesskette eines Fertigungsverfahrens eingebettet. Im Allgemeinen umfasst die Prozesskette als initialen Schritt die digitale Vorbereitung, in dem die herzustellenden dreidimensionalen Bauteile digital vorbereitet werden, worauf die Bauteile in einem lithographiebasierten additiven Fertigungsverfahren gedruckt werden . Danach kann gegebenenfalls ein oder mehrere optionale Vorreinigungsschritt ( e ) der Bauteile stattfinden . Daraufhin wird eine Reinigung der Bauteile gemäß dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren durchgeführt und abschließend wird in einem oder mehreren nachgelagerten Prozess ( en) der finale dreidimensionale Bauteil erhalten .

Im Schritt der digitalen Vorbereitung werden bereits vorhandene 3D Daten eines Bauteils entsprechend den Spezi fika des nachfolgenden generativen Fertigungsprozesses für den Druckprozess optimiert und vorbereitet . Diese Bearbeitungsschritte am 3D Modell können u . a . Datenfehleranalyse und evtl . Datenreparatur, Skalierungen, Platzierungen der 3D Modelle auf der digitalen Bauplattform, geometrische Kompensationen beispielsweise einer bei strahlungshärtenden Verfahren auftretenden Überpolymerisation, Erstellung von Stützgeometrien sowie das Generieren von Schichtinf ormationen umfassen . Alle Teilschritte können manuell , semiautomatisiert oder vollautomatisiert erfolgen . Alternativ können die Druckdaten auch direkt nach verfahrensabhängigen Konstruktionsrichtlinien inkl . aller Teilschritte in einer CAD Software erstellt werden .

In photopolymerisationsbasierten Druckprozess werden die Photoharze in einem lithographiebasierten Verfahren lokal und hochauflösend mit Strahlung bestrahlt , wobei die bestrahlten Bereiche zu einem Feststof f aushärten . Der Prozess erfolgt stufenweisen oder kontinuierlich und die zuvor vorbereiteten dreidimensionalen Strukturen werden auf gebaut . Hierbei befinden sich die Bauteile üblicherweise auf einer Bauplattform . Bauplattformen können in den unterschiedlichsten Aus führungen existieren . Sie können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, wie zum Beispiel Metalle , Keramiken, Kunststof fe , Hybridmaterialien, Verbundwerkstof fe oder Verbünde . Üblicherweise besitzen sie eine glatte , ebene Oberfläche , j edoch können auch auf geraute Oberflächen, Ausnehmungen und/oder Löcher von Vorteil sein . Ausnehmungen und Löcher in der Bauplattform können für die Zentri fugenreinigung insofern von Nutzen sein, da das Harz durch die Fliehkräfte auch durch die Löcher und Ausnehmungen vom Bauteil hin zur Bauplattform und durch die Ausnehmungen und Löcher der Bauplattform hindurch abgeschleudert werden kann .

Die Bauplattformen und/oder Bauteile können durch Unique Identi fier (UID) eindeutig identi fi zierbar und unterscheidbar gemacht werden ( z . B . mittels Chips , Barcode , QR Code , RFID, Nummerierungen, NFC usw . ) . Dies erleichtert auch die Identi fikation über die gesamte Prozesskette von der digitalen Vorbereitung der Teile über den 3D Druck, durch das Postprocessing bis hin zur Qualitätskontrolle des Endbauteil oder sogar den Einbau ins Endprodukt .

Nach erfolgreichem 3D Druckprozess können die Bauteile finalisiert bzw . veredelt werden . Diese Prozesse werden als Postprocessing bezeichnet und umfassen eine Viel zahl an nachgelagerten Prozessen, um die finalen Bauteileigenschaften zu erlangen . Typische Postprocessing Schritte sind hierbei die Reinigung mittels Zentri fugalkräften, die Reinigung mit Lösungsmitteln unter Einsatz von turbulenten Strömungen, gerichteten Strahlen, Ultraschall, Dampf, Aerosolen und/oder in Druckwechselverfahren, die Reinigung mittels Gasen und/oder gerichteten Gasströmen (z.B. Druckluft, beheizte Druckluft) , das Trocknen von Bauteilen, das Nachhärten, welches auf verschiedene Art und Weisen durchgeführt werden kann (z.B. thermisch, strahlungsinduziert, Mikrowellen) , die Entfernung von Stützstrukturen sowie das Färben, das Beschichten (z.B. Metall- oder Kunststoffbeschichten) , das Lackieren, das Bestücken von 3D gedruckten Bauteilen (z.B. mit Mikrochips, Pins, Kabeln, elektrischen Kontakten) . Weiters können andere generative Fertigungsverfahren, wie fused deposition modelling, subtraktiven Verfahren, Fiber Placement Systemen, Fiber Coating Vorrichtung, Bohrvorrichtungen, Lötvorrichtungen, Dye Coating Systemen, Die-Bonding Apparaturen, Kalt- und Heißplasmabehandlungsvorrichtungen, Wire -Bonding Vorrichtungen, Spray Coating und Micro-Droplet Systemen, Gussapparaturen, um Bauteile zu befüllen, Schneide- und Fräsvorrichtungen, Pick-and-Place Einheiten wie zum Beispiel Robotorarme und viele andere Objektmanipulatoren zum Einsatz kommen. Alle genannte Postprocessing Methoden können sofern sinnvoll in beliebiger Reihenfolge, gar nicht, gleichzeitig, nacheinander und beliebig oft sowie manuell und/oder semiautomatisch und/oder vollautomatisch durchgeführt werden. An dieser Stelle sei auch erwähnt, dass Postprocessing Schritte optional auch vor der Zentrifugenreinigung stattfinden können. Beispielsweise kann eine Lösungsmittelreinigung zuvor durchgeführt werden und der Zentrifugenschritt zur Abtrennung des sich auf den Bauteilen befindlichen Restlösungsmittels dienen.

Nach dem Postprocessing wird ein finaler 3D Bauteil erhalten.

Beispiele für solche 3D Bauteile sind medizinische, zahnmedi zinische- und kieferorthopädische Anwendungen wie zum Beispiel intraorale Anwendungen wie zum Beispiel Regulierungen, Aligner, Schienen oder Attachments , Medi zintechnikprodukte , Lebensmittelindustrie , elektronische Komponenten, wie zum Beispiel Steckverbinder, Konnektoren, Stecker oder Gehäuse , 3D gedruckte Schuhsohlen, Teile für die Luft- und Raumfahrtindustrie , Anwendungen im militärischen Bereich, Anwendungen im Bereich Konsumgüter, Anwendungen im Bereich Mobilität , Automotiv und Elektromobilität , 3D gedruckte Teile für den Einsatz in der Energiebranche , Anwendungen im Sportbereich, wie zum Beispiel Schuhsohlen oder Dämpfungselemente , Anwendungen im Bereich Printed Electronics , Anwendungen im Bereich der Werkzeugherstellung, um nur einige zu nennen .

Gemäß einem zweiten Aspekt betri f ft die Erfindung eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Entfernen von an mittels eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen anhaftendem, zumindest teilweise unreagierten Harz , insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens , umfassend eine Zentri fugenvorrichtung mit einem zur Rotation um eine Rotationsachse antreibbaren Rotor und eine Mehrzahl von Behältern mit j eweils einer für das Beladen mit wenigstens einem Bauteil vorgesehenen Behälteröf fnung und Befestigungsmitteln zum Befestigen des wenigstens eines Bauteils im Behälterinneren, wobei der Rotor eine Mehrzahl von in Bezug auf die Rotationsachse exzentrischen Aufnahmen für die exzentrische Anordnung j eweils eines aus der Mehrzahl von Behältern aufweist , wobei die Behälter optional ein Verschlussteil zum Verschließen der Behälteröf fnung und einen optionalen Sammelabschnitt zum Sammeln von abgelöstem Harz aufweisen . Bevorzugte Aus führungs formen der erfindungsgemäßen

Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispielen näher erläutert . In dieser zeigen Fig . la- le verschiedene Ausbildungen einer Zentri fugenvorrichtung mit starr angeordneten Behältern, Fig . 2 eine alternative Ausbildung einer Zentri fugenvorrichtung mit relativ zur Zentri fugenplattform rotierbar gelagerten Bauteilen, Fig . 3a-e mehrere Ausbildungen eines Behälters zur Anordnung in der Zentri fugenvorrichtung, Fig . 4a-d verschiedene Geometriemöglichkeiten der Behälterwände , Fig . 5 einen beispielhaften Ablauf des Zentri fugiervorgangs , Fig . 6 einen beispielhaften Wiederverwendungs zyklus , Fig . 7a, 7b und 7c alternative Möglichkeiten einer Zentri fugenkonstruktion, Fig . 8 eine Aus führung eines Behälters mit einer speziell ausgeführten Wandung und die Fig . 9 eine Ansicht eines Behälters von oben .

Die im Folgenden gezeigten und beschriebenen Abbildungen dienen lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar . Die Dimensionen der eingezeichneten Bauteile können beliebig variieren . Zum leichteren Verständnis der Erfindung werden nur die wesentlichen Baugruppen und Teile der Erfindung gezeigt . Beispielsweise können Befestigungen, Verbindungen und/oder Übersetzungen auf unterschiedlichste Art und Weise realisiert werden .

Fig . la zeigt eine Zentri fugenvorrichtung umfassend eine statische Außenwand 5 , eine Rotordrehachse 6 und einen um die Rotordrehachse rotierend angetriebenen Rotor 7 . An gegenüberliegenden Enden des Rotors 7 ist an einer j eweiligen Aufnahmeposition eine Befestigungsvorrichtung 4 zur Befestigung des Behälters 3 am Rotor 7 angeordnet . Im Behälter 3 ist j eweils wenigstens ein an einer Bauplattform 2 anhaftendes Bauteil 1 angeordnet oder befestigt , das mittels eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellt wurde und an dem zumindest teilweise unreagiertes Harz anhaftet , welches durch das Zentri fugieren abgelöst wird . Die Bauplattform 2 samt Bauteil 1 sind dabei so im Behälter 3 angeordnet , dass die dem Bauteil 1 zugewandte Seite der Bauplattform 2 radial nach außen gerichtet ist .

Fig . 1b zeigt einen ähnlichen Zentri fugenaufbau wie Fig . la, wobei die Bauplattform 2 samt dem oder den zugehörigen Bauteile (n) 1 so im Behälter 3 angeordnet sind, dass die dem Bauteil 1 abgewandte Seite der Bauplattform 2 radial nach außen gerichtet ist .

Fig . 1c und Id zeigen eine abgewandelte Ausbildung der Zentri fugenvorrichtung mit einer um eine zentrale Drehachse rotierend angetriebenen Rotorplattform 8 . Die Rotorplattform 8 weist eine Mehrzahl (hier : zwei ) von exzentrischen Aufnahmepositionen für die Aufnahme j eweils eines Behälters 3 auf , wobei j eweils eine Befestigungsvorrichtung 4 zur Montage des Behälters 3 an der Rotorplattform 8 vorgesehen ist . Der Ausdruck Rotorplattform stellt hierbei keine geometrische Einschränkung der rotierenden Vorrichtung dar .

Während die Behälter 3 bei der Ausbildung gemäß Fig . 1c an der Außenwand der Rotorplattform 8 angebracht sind, sind sie bei der Ausbildung gemäße Fig . Id an der Innenwand der Rotorplattform montiert . Dementsprechend ist die Bauplattform 2 samt Bauteil 1 so im Behälter 3 angeordnet , dass entweder die dem Bauteil 1 zugewandte Seite ( Fig . 1c ) oder die dem

Bauteil 1 abgewandte Seite ( Fig . Id) der Bauplattform 2 radial nach außen gerichtet ist

Fig . le zeigt eine alternative Ausbildung der Zentri fugenvorrichtung mit einer Rotorplattform 8 , auf welcher er eine oder die mehreren, im speziellen Fall vier, Behälter 3 befestigt sind .

Die sich in Fig . la-e befindlichen Bauteile 1 , die optional auf Bauplattformen 2 aufgedruckt sind, können der Drehachse zugewandt , abgewandt oder in anderer Form beliebig befestigt sein .

Fig . 2 zeigt eine Zentri fugenvorrichtung mit einer Rotorplattform 8 , wobei die Grundrotation um die Drehachse 6 mit einer weiteren Rotation um eine exzentrisch zur Drehachse 6 angeordnete weitere Drehachse 6a überlagert werden kann . Zu diesem Zweck ist gemäß einer ersten Aus führungs form der j eweilige Behälter 3 relativ zur drehenden Rotorplattform 8 statisch angeordnet und die zugehörige Bauplattform 2 ist relativ zum Behälter 3 um die weitere Rotorachse 6a drehbar gelagert . Gemäß einer zweiten Aus führungs form ist der Behälter 3 um die weitere Rotorachse 6b drehbar gelagert und die zugehörige Bauplattform 2 ist fest am Behälter 3 befestigt . In allen angegebenen Beispielen in Fig . 1 , 2 und 8 können sich die beweglich gelagerten Baugruppen beliebig sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn um die Rotationsachse und/oder Rotationsachsen drehen .

Fig . 3a-e zeigt j eweils eine Seitenansicht eines Behälters 3 , wobei die Bauplattform 2 mit dem Bauteil 1 über eine Befestigungsvorrichtung 9 im Behälter 3 befestigt ist . Durch die Fliehkräfte ( F Z f ) kann das Harz 10 vom Bauteil 1 abgelöst werden und in einem Sammelabschnitt bzw . Harzreservoir 12 am Boden des Behälters 3 aufgefangen werden . Idealerweise ist die dem Bauteil 1 optional gegenüberliegende Wand oder die gegenüberliegenden Wände leicht schräg nach unten geneigt , sodass das Harz durch die Zentri fugalkräfte leichter in das Harzreservoir gelangen kann . Die Bauplattform 2 kann in verschiedenen Winkeln an der Befestigungsvorrichtung 9 befestigt werden . In Fig . 3a ist die Bauplattform 2 in einem rechten Winkel zur Fliehkraft angeordnet . In Fig . 3b ist die Bauplattform 2 im Vergleich zur Ausrichtung gemäß Fig . 3a leicht nach oben gekippt und in Fig . 3c ist die Bauplattform 2 im Vergleich zur Ausrichtung gemäß Fig . 3a leicht nach unten gekippt .

In Fig . 3c ist der Behälter 3 außerdem mit einem Deckel 11 ausgestattet , um den Behälter 3 verschließen zu können . Weiters ist das Harzreservoir 12 abnehmbar ausgebildet und kann somit leichter entleert werden .

Fig . 3d zeigt einen Behälter 3 , in dem zwei Bauplattformen 2 drehbar um einer weitere Rotationsachse 6a gelagert sind, und der zusätzlich einen durchlässigen Filter bzw . ein durchlässiges Sieb 13 besitzt , das zwischen dem Bauteil 1 und dem Harzreservoir 12 angeordnet ist .

Fig . 3e zeigt den Fall einer harzdurchlässigen Bauplattform 2a, wobei die Harzdurchlässigkeit durch Ausnehmungen oder Löcher in der Bauplattform 2a realisiert werden kann . Hier werden die Harzreste durch die Fliehkräfte vom Bauteil 1 zur Bauplattform 2a hin abgetrennt und gelangen im Anschluss durch die Ausnehmungen oder Löcher in das optional abnehmbare Harzreservoir 12 . Fig. 4a-d zeigen verschiedene Geometriemöglichkeiten der Behälterwand und der Behälterrückwand von oben. Es können beispielsweise rechteckige, ovale, trapezförmige oder polygon-artige Geometrien sein.

Fig. 5a-c beschreiben einen beispielhaften Aufbau eines Behälters 3 und einen beispielhaften Prozessablauf. In Fig. 4a ist ein Behälter 3 dargestellt, welcher über eine Befestigungsvorrichtung 4 am Rotor 7 befestigt ist. Im Rotor 7 befindet sich eine Stromzufuhr und/oder Kabel 15, die zum Beispiel eine Heizung betreiben oder einen Datentransfer gewährleisten können, sowie eine Vakuumlinie bzw. ein Gas- und/oder Flüssigkeitseinlass 16, über den der Behälter 3 geflutet werden kann. Dieser Rotor 7 könnte auch eine Rotorplattform 8 sein. In Fig. 4a wird der mit einem Deckel 11 geschlossene Behälter 3 mit verharzten Bauteilen 1 auf einer Bauplattform 2, die über eine Bauplattformbefestigung 9 an der Behälterwand montiert ist, Flieh- und Zentrifugalkräften (F Z f) ausgesetzt. Dabei werden Harzreste 10 vom Bauteil 1 abgeschleudert, durch einen Sieboder Filteraufbau 13 gedrückt und im Harzreservoir 12 gesammelt. Das Sieb 13 verhindert hierbei in erster Linie, dass sich eventuell ablösende Bauteile oder Stützstrukturen in das Harzreservoir 12 gelangen. Nachdem der Zentrifugiervorgang beendet ist (Fig. 4b) , können die weitestgehend harzbefreiten Teile 14 gemeinsam mit der Bauplattform 2 durch Öffnen des Behälterdeckels 11 aus der Zentrifuge ausgeschleust werden. Analog dazu kann das mit Harz 10 gefüllte Harzreservoir 12 vom Behälter 3 entfernt werden. Im Schritt (c) werden die gereinigten Bauteile 14 dem weiteren Postprocessing-Ablauf sowie das abgetrennte Harzreservoir 12 nach optionalem Verschließen mit einer Verschlusskappe 17 dem Wiederverwertungs zyklus zugeführt . Im Anschluss kann der Behälter 3 mit einer neuen Bauplattform 2 mit harzbehafteten Bauteilen 1 beladen werden und ein neues , gereinigtes Harzreservoir 12 am Behälter 3 angebracht werden .

Fig . 6 zeigt mögliche Wiederverwertungs zyklen des abgetrennten Restharzes . Hier besteht die Möglichkeit , das abgetrennte Restharz direkt mit Frischharz zu mischen und im Anschluss wieder im 3D Drucker zu verarbeiten . Weiter besteht die Möglichkeit , dass eine oder mehrere abgetrennte Restharzchargen homogenisiert werden und dann in den 3D Druckprozess eingebracht werden oder dass vor der Rückführung in den 3D Drucker das homogenisierte Restharz noch mit Frischharz vermischt wird .

Fig . 7a zeigt die Querschnittsansicht einer bevorzugten Zentri fugenkonstruktion mit Behältern . Hierbei sind die Behälter 3 mittels mit einer Befestigungsvorrichtung 4 auf einer Rotorplattform 8 befestigt , die sich um eine Rotorachse 6 dreht . Die äußere der beiden Befestigungsvorrichtungen 4 entspricht bevorzugt einer massiven Ringkonstruktion, die entlang des äußeren Randes der Rotorplattform 8 befestigt ist und die Behälter 3 auf der Rotorplatte hält . Die Befestigungsvorrichtungen 4 können auch so gestaltet sein, dass der Behälter schräg zur Rotorachse 6 fixiert wird . Das Außengehäuse 5 der Zentri fuge kann mit einem Deckel 11a verschlossen werden . Optional kann der Zentri fugenraum auch behei zt werden, beispielsweiße mit Heißluft , Infrarotstrahlern und/oder Hei zmanschetten .

In einer alternativen Aus führung ( Fig . 7b ) der

Zentri fugenkonstruktion werden die Behälter 3 so montiert , dass die auf die Bauteile 1 einwirkenden Fliehkräfte zur bedruckten Fläche hin, zum Beispiel einer Bauplattform 2, zeigen, die Bauteile 1 also in Richtung der Rotationsachse 6 zeigend oder stehend gelagert sind. Dies ist vor allem dann bevorzugt, wenn es sich um zugspannungsempfindliche Bauteile 1 handelt oder spezielle Bauteilgeometrien dadurch einen bevorzugten Harzabfluss gewährleisten können. Optional kann der vom Außengehäuse 5 und dem Deckel 11a umschlossene Zentrifugenraum auch beheizt (z.B. Heißluft, Infrarotstrahlern und/oder Heizmanschetten) , evakuiert und/oder mit Dampf oder Gasen gespült werden.

Fig. 7c zeigt eine weitere Ausführung der Zentrifuge, wobei in diesem Fall der Zentrifugenraum mit einer Heizvorrichtung bestehend aus Verdichter und/oder Ventilatoreinheit und/oder Pumpeinheit 16 (z.B. Radial oder Axialverdichter) und einem Heizelement 17 (z.B. Heizpatrone oder Heizspirale) in Verbindung steht. Eine mögliche Bewegung der Luftströme 15 ist eingezeichnet.

In Fig. 7c sind die Behälter 3 ohne Deckel ausgeführt und an bevorzugten Stellen mit Löchern versehen, um eine bessere Durchströmung mit vorgewärmter Luft zu ermöglichen. Wie in Fig. 7c angeführt, wird die vorgewärmte Luft 15 während des Zentrifugiervorgangs bevorzugt im Kreis geführt, um den Energieeinsatz gering zu halten.

Ein Beispiel für Löcher oder Ausnehmungen 18 in der Behälterwand 3 ist in Fig. 8 dargestellt, um eine bessere Durchströmbarkeit mit Fluiden (z.B. Luft) zu gewährleisten. Bevorzugt werden diese an der von der Harzauf f angwand abgewandten Seite platziert.

Fig. 9 zeigt die Ansicht eines Behälters 3 von oben. Der

Behälter ist so ausgeführt, dass die Bauplattform 2 mit den beharzten Bauteilen 1 über eine formschlüssige Schiene einfach in den Behälter ein- und ausgeschleust werden kann . Die formschlüssige Schiene hat weiters den Vorteil , dass die Sicherheit für den Anwender gewährleistet ist und keine zusätzlichen Fixierungsmaßnahmen notwendig sind . Alternativ könnten Bauplattformen auch mit einer seitlichen Nut versehen sein, die dann formschlüssig in eine dafür vorgesehene Führung geschoben werden und somit auch für den Schleuderprozess arretiert sind .