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Title:
PARTICULATE TREATMENT ARTICLES FOR TREATMENT, USE AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/131378
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to particulate treatment articles for treating surfaces of products, particularly 3D-printed products, particularly for smoothing and/or cleaning, particularly by way of a blast method, wherein the particulate treatment articles comprise, particularly consist of, a material that is substantially similar, particularly identical to, the material of the surfaces of the products, particularly 3D-printed products, and wherein the particulate treatment articles are particularly produced from a 3D-printing material.

Inventors:
MONACO LUIGI (DE)
ECKSTEIN HARALD (DE)
Application Number:
PCT/DE2023/000001
Publication Date:
July 13, 2023
Filing Date:
January 07, 2023
Export Citation:
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Assignee:
MONACO LUIGI (DE)
ECKSTEIN HARALD (DE)
International Classes:
B29C64/35; B22F10/68; B24C11/00; B29C71/00; B33Y40/20; B24C1/08; B24C9/00
Domestic Patent References:
WO2020128500A12020-06-25
Foreign References:
US20210394330A12021-12-23
US20150034123A12015-02-05
Attorney, Agent or Firm:
NITZ, Astrid (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Bearbeitungspartikelmittel (1) zur Bearbeitung von Oberflächen (2) von Produktmitteln (3), insbesondere von 3D-gedruckten Produktmitteln (4), insbesondere zum Glätten und/oder zum Reinigen, insbesondere mittels eines Strahlverfahrens, wobei die Bearbeitungspartikelmittel (1) ein Material aufweisen, insbesondere daraus bestehen, das dem der Oberflächen (2) der Produktmittel (3), insbesondere 3D- gedruckten Produktmittel (4), im Wesentlichen entspricht, insbesondere identisch ist, wobei die Bearbeitungspartikelmittel (1) insbesondere aus 3D-Druckmaterial (5) hergestellt sind.

2. Bearbeitungspartikelmittel (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser (6) der Bearbeitungspartikelmittel (1) größer als gemittelte Durchmesser von 3D-Druckpulverteilen vorgesehen sind.

3. Bearbeitungspartikelmittel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser (6) der Bearbeitungspartikelmittel (1) angepasst ausgebildet sind an einen Durchlass eines Siebmittels, insbesondere eines Trennbleches in einem Transportluftstrom zur Trennung von Strahlmittel in einem Postprozessing- strahlverfahren zur Bearbeitung der Oberflächen (2) von 3D-gedruckten Produktmitteln (4) und Restpulver aus dem vorhergehenden 3D-Druckverfahren der Produktmittel (4), insbesondere sind Durchmesser (6) von 3D-gedruckten Bearbeitungspartikelmitteln (1) kleiner als etwa 2 mm.

4. Bearbeitungspartikelmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Formen von 3D-gedruckten Bearbeitungspartikelmitteln (1), angepasst an die Oberflächen (2) von jeweils zu reinigenden Produktmitteln (3), insbe- 8 sondere 3D-gedruckte Produktmittel (4), insbesondere Kugelformen und/oder Polyeder und/oder Spikeformen.

5. Bearbeitungspartikelmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Verteilung von Größen- und/oder Formen für die Bearbeitungspartikelmittel (1) im 3D Druck einstellbar ist, insbesondere für die Bearbeitungsverfahren der Oberflächen (2) angepasste Verhältnisse von Masse zu Oberfläche der Bearbeitungspartikelmittel (2).

6. Bearbeitungspartikelmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als 3D Druckmaterial Kunststoff und/oder Metall einzusetzen ist.

7. Verwendung von Bearbeitungspartikelmitteln (1) hergestellt in einem 3D Druckverfahren zum Bearbeiten von Oberflächen (2) von Produktmitteln (3), insbesondere 3D-gedruckten Produktmitteln (4), insbesondere unter Verwendung eines Bearbeitungsmittels (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

8. Verwendung von Bearbeitungspartikelmitteln (1) nach Anspruch 7 für eine Bearbeitung von Oberflächen (2) von 3D-Druck-Produktmitteln (4) in einem Postprocessingverfahren, insbesondere in einem kombinierten Oberflächenstrahlverfahren.

9. Verfahren zur Herstellung von Bearbeitungspartikelmitteln (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zum Oberflächenbearbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungspartikelmittel (1) durch ein 3D-Druckverfahren herzustellen sind.

10. Verfahren zur Herstellung von Bearbeitungspartikelmitteln (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungspartikelmittel in einem Herstellungsgang mit 3D Druck-Produktmitteln (4) in Formbereichen (7) zwischen den Produktmitteln (4) hergestellt werden.

Description:
Bea rbe i tu n g s pa rti ke l m i tte l z u r Bea rbe i tu n g , Ve rwe n d u n g u n d Ve rfa h re n

Die Erfindung betrifft Bearbeitungspartikelmittel zur Bearbeitung von Oberflächen von Produktmitteln nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , eine Verwendung nach dem Oberbegriff von Anspruch 7 und ein Verfahren zur Herstellung nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.

Bekannt ist es, 3D-gedruckte Produktmittel hinsichtlich ihrer Oberflächenqualität und auch zur Entfernung von anhaftenden 3D Druck Pulvern einer Nachbearbeitung zu unterziehen. Bei dieser Nachverarbeitung (Post Processing) pulverbasierter 3D gedruckter Produktmittel bleiben regelmäßig größere Mengen Restpulver übrig, die sich in Kavitäten und Zwischenbereichen zwischen Produktmitteln verbergen. Weiterhin müssen Oberflächen der 3D Druck Produktmittel von beispielsweise durch Hitzeeinwirkung anhaftenden Nachbarpulvermitteln gereinigt werden müssen. Hierfür werden üblicherweise Mittel wie Glasperlen oder Korund mit hohem Druck auf das 3D- Druckteil gestrahlt. Nachteilig kann eine Oberflächenbeeinflussung der Produktmittel sein, sowie eine weitere Erzeugung von Restpulvern, die weitere Prozessschritt notwendig machen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und zuverlässig herzustellendes Bearbeitungspartikelmittel bereitzustellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch Bearbeitungspartikelmittel zur Bearbeitung von Oberflächen von Produktmitteln, insbesondere von 3D-gedruckten Produktmitteln, insbesondere zum Glätten und/oder zum Reinigen, insbesondere mittels eines Strahlverfahrens, wobei die Bearbeitungspartikelmittel ein Material aufweisen, insbesondere daraus bestehen, das dem der Oberflächen der Produktmittel, insbesondere 3D- gedruckten Produktmittel, im Wesentlichen entspricht, insbesondere identisch ist, wobei die Bearbeitungspartikelmittel insbesondere aus 3D-Druckmaterial hergestellt sind.

Die Erfindung ermöglicht einen weiterentwickelten Einsatz eines 3D Druckverfahrens sowie ressourcenschonende Weiterverwendung von erzeugten Materialien. Durch den Einsatz des gleichen Materials für einen Oberflächenreinigungsprozess wird eine hohe Reinheit der Produktmitteloberfläche und des Restpulvers erreicht, wodurch ein großer Vorteil für eine mögliche Wieder- und Weiterverwendung erreichbar ist. Hierdurch wird eine Gewährleistung von Kontaminationsfreiheit für die Wiederverwendung des zu gewinnenden Altpulvers erreicht, weiterhin ergibt sich die Möglichkeit, mehrere Herstellungs- und Oberflächenbehandlungsschritte zu vereinheitlichen, sowie die Möglichkeit einer effektiveren Nutzung des ansonsten verschwendeten Pulvers für die Herstellung des Bearbeitungspartikelmittels sowie eine Prozessoptimierung durch eine vorbestimmt, angepasste Formgebung der erstellten Bearbeitungspartikelmittels. Die Erfindung kann für unterschiedliche Bearbeitungs-, insbesondere Reinigungsverfahren angewendet werden, insbesondere Strahlen und Tro- walisieren.

Vorteilhaft ist es, wenn die Durchmesser der Bearbeitungspartikelmittel größer als gemittelte Durchmesser von 3D-Druckpulverteilen vorgesehen sind.

Vorteilhaft ist es, wenn die Durchmesser der Bearbeitungspartikelmittel angepasst ausgebildet sind an einen Durchlass eines Siebmittels, insbesondere eines Trennbleches in einem Transportluftstrom zur Trennung von Strahlmittel in einem Postpro- zessingstrahlverfahren zur Bearbeitung der Oberflächen von 3D-gedruckten Produktmitteln und Restpulver aus dem vorhergehenden 3D-Druckverfahren der Produktmittel, insbesondere sind Durchmesser von 3D-gedruckten Bearbeitungspartikelmitteln kleiner als etwa 2 mm. Wenn das Bearbeitungspartikelmittel kleiner als der Durchlass unseres Trennbleches im Boden ist, beispielhaft etwa 2 mm, ist eine schnelle Trennung der verschiedenen Partikelchargen möglich. Beispielhaft befinden sich Bearbeitungspartikelmittel, insbesondere Strahlmittel und Restpulver, in einer Kombinationsmaschine in einem Transportluftstrom, somit reicht ein eingebrachtes Sieb im Transportstrom um das Strahlmittel vom Restpulver zu trennen. Das nach einem Bearbeitungsvorgang der Oberflächen wieder gesammelte Bearbeitungspartikelmittel, insbesondere Strahlmittel, kann anschließend vorteilhaft wieder dem Bearbeitungsluftstrom dem Luftstrom zugeschaltet werden. Dann kann so lange gestrahlt werden bis die Produktmitteloberflächen gebrauchsfertig sind. Wenn beispielhaft das erfindungsgemäß hergestellte Bearbeitungspartikelmittel größer als der Durchlass eines Trennbleches im Boden einer Postprocessingmaschine ist, wird nach dem Ent- pulvern von hergestellten Produktmitteln, insbesondere Entfernen von nicht mehr verwendbarem Altpulver, mittels eines Siebes das Bearbeitungspartikelmittel vom Produktmittel getrennt. Das gesammelte Bearbeitungspartikelmittel kann wieder dem Luftstrom zugeführt werden. Durch die Erfindung kann also im Postprozessingbe- reich aus mehreren Prozessschritten einer erhalten werden, wenn für die Trennung des Restpulvers von dem Bearbeitungspartikelmittel und Produkt geeignete Vorrichtungen vorgesehen sind.

Vorteilhaft ist es, wenn Formen von 3D-gedruckten Bearbeitungspartikelmitteln, angepasst an die Oberflächen von jeweils zu reinigenden Produktmitteln, insbesondere 3D-gedruckte Produktmittel, insbesondere Kugelformen und/oder Polyeder und/oder Spikeformen. Die Oberflächen, insbesondere Polyeder, Spikes, runde Oberflächen können somit erfindungsgemäß einfach in einem Herstellungsverfahren zur Prozessoptimierung erstellt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn eine vorbestimmte Verteilung von Größen- und/oder Formen für die Bearbeitungspartikelmittel im 3D-Druck einstellbar ist, insbesondere für die Bearbeitungsverfahren der Oberflächen angepasste Verhältnisse von Masse zu Oberfläche der Bearbeitungspartikelmittel. Das Verhältnis von Masse zu Oberfläche kann für im Luftstrom getragene Bearbeitungspartikelmittel zur Prozessoptimierung genutzt werden. Somit kann beispielsweise eine Optimierung der Masse zu Oberfläche Verhältnisses der Bearbeitungspartikelmittel für eine Beschleunigung bei der Strahlreinigung vorgenommen werden. Vorteilhaft ist es, wenn als 3D Druckmaterial Kunststoff und/oder Metall einzusetzen ist. Kontaminationen durch ungeeignete, andersartige Materialien zur Oberflächenbearbeitung werden vermieden.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung von Bearbeitungspartikelmitteln hergestellt in einem 3D-Druckverfahren zum Bearbeiten von Oberflächen von Produktmitteln, insbesondere 3D-gedruckten Produktmitteln, insbesondere unter Verwendung eines Bearbeitungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Bearbeitung von Oberflächen von 3D-Druck- Produktmitteln in einem Postprocessingverfahren, insbesondere in einem kombinierten Oberflächenstrahlverfahren erfolgt.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Bearbeitungspartikelmitteln, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zum Oberflächenbearbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungspartikelmittel durch ein 3D-Druckverfahren herzustellen sind.

Vorteilhaft ist es, wenn die Bearbeitungspartikelmittel in einem Herstellungsgang mit 3D Druck-Produktmitteln in Formbereichen zwischen den Produktmitteln hergestellt werden. Wenn das Bearbeitungspartikelmittel, insbesondere Strahlmittel, im selben 3 D-Herstellungsbauraum und Verfahrensschritt erstellt wird, können beispielsweise Kavitäten und bauteilbedingte Leerräume ausgenutzt werden, ohne Überproduktion von Altpulver. Der Abstand des Produktmittels zum Bearbeitungspartikelmittel kann geringer als der ansonsten empfohlene Abstand der Produktmittel zueinander sein, da benötigte Festigkeit und Oberfläche der erzeugten Bearbeitungspartikelmittel nicht denen eines Produktmittels entsprechen müssen, wobei auch bei der 3D Herstellung der Bearbeitungspartikelmittel sonst zu entsorgendes Altpulver zur Erstellung verwendet werden können, da benötigte Festigkeit und Oberfläche nicht denen eines Produktes entsprechen müssen. Erfindungsgemäß hergestelltes Bearbeitungspartikelmittel können im gleichen Prozess wie die 3D gedruckten Produktmittel hergestellt werden unter einer angepasst auswählbaren Form und Menge unter freier Formgebung, was einer Prozessoptimierung zuträglich ist. Erfindungsgemäß hergestelltes Bearbeitungspartikelmittel kann somit bei geeigneten Parametern, beispielsweise Abstand der zu erstellenden Produktmittel im 3D Bauraum, und beispielsweise Entfernen des Restpulvers via Druckluft in einer rotierender Nachbearbeitungstrommel, einer neuen Verwendung im Sinne des Umweltschutzes zugeführt werden und muss nicht als degradiertes Altpulver entsorgt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung.

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung. Dargestellt sind Bearbeitungspartikelmittel 1 zur Bearbeitung von Oberflächen 2 von Produktmitteln 3, insbesondere von 3D-gedruckten Produktmitteln 4, insbesondere zum Glätten und/oder zum Reinigen, insbesondere mittels eines Strahlverfahrens, wobei die Bearbeitungspartikelmittel 1 ein Material aufweisen, insbesondere daraus bestehen, das dem der Oberflächen 2 der Produktmittel 3, insbesondere 3D-gedruckten Produktmittel 4, im Wesentlichen entspricht, insbesondere identisch ist, wobei die Bearbeitungspartikelmittel 1 insbesondere aus 3D-Druckmaterial 5 hergestellt sind, wobei beispielhaft die Durchmesser 6 der Bearbeitungspartikelmittel 1 größer als gemittelte Durchmesser von 3D-Druckpulverteilen vorgesehen sind, wobei die Bearbeitungspartikelmittel vorteilhaft in einem Herstellungsgang mit 3D Druck- Produktmitteln 4 in Formbereichen 7 zwischen den Produktmitteln 4 hergestellt werden. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Bearbeitungspartikelmittel

2 Oberfläche

3 Produktmittel 4 3 D-ged ruckte Produktmittel

5 3D-Druckmaterial

6 Durchmesser

7 Formbereich