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Title:
VISCO-ELASTIC DAMPING ELEMENT BASED ON VISCO-ELASTIC MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/083150
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a visco-elastic damping element comprising at least one visco-elastic spring element, characterized in that the visco-elastic spring element is structured from at least one visco-elastic material having a tan δ of at least 0.5, determined according to DIN 53535: 1982-03, and produced by means of a 3D printing method. The invention further relates to a visco-elastic damping element, which is produced or can be produced according to said method, and to a solid body comprising or consisting of a plurality of damping elements.

Inventors:
ACHTEN DIRK (DE)
BÜSGEN THOMAS (DE)
DIJKSTRA DIRK (DE)
WAGNER ROLAND (DE)
METTMANN BETTINA (DE)
DEGIORGIO NICOLAS (DE)
REICHERT PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/078011
Publication Date:
May 11, 2018
Filing Date:
November 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
COVESTRO DEUTSCHLAND AG (DE)
International Classes:
F16F9/30; A47C27/15; B33Y10/00; B33Y80/00
Domestic Patent References:
WO2007085548A12007-08-02
Foreign References:
US20160114458A12016-04-28
US20110173757A12011-07-21
US20140319734A12014-10-30
DE102015100816B32015-12-17
EP1962644A22008-09-03
DE202005015047U12006-03-16
DE29918893U12000-01-13
DE3937214A11991-05-16
DE102015100816B32015-12-17
EP2930009A22015-10-14
DE102015100816B32015-12-17
DE19937770A12001-02-22
Attorney, Agent or Firm:
LEVPAT (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines visko-elastischen Dämpfungskörpers umfassend mindestens ein viskoelastisches Federelement, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Federelement aus mindestens einem viskoelastischen Material mit einem tan δ von wenigstens 0,5, bestimmt nach DIN 53535: 1982-03, aufgebaut ist und über ein 3D-Druckverfahren erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Material einen tan δ von 0,5 bis 0,9, bestimmt nach DIN 53535: 1982-03, aufweist, insbesondere von 0,5 bis 0,8.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Material ausgewählt ist aus thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffformulierungen auf Basis von Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Polyimiden, Polyetherkethonen, Polycarbonaten, Polyacrylaten, Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyoxymethylen und / oder vernetzten Materialien auf Basis von Polyepoxiden, Polyurethanen, Polysilikonen, Polyacrylaten, Polyestern sowie deren Mischungen und Mischpolymerisaten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Material

ausgewählt ist aus thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffformulierungen auf Basis von Polyacrylaten, Polyurethanen sowie deren Mischungen und Mischpolymerisaten.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das

viskoelastische Federelement als mit einem Fluid teilweise oder vollständig gefüllter

Hohlkörper ausgestaltet und mit zumindest einer Durchlassöffnung versehen ist, wobei das Fluid insbesondere ausgewählt ist aus Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Ölen, Wasser,

Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen, ionischen Flüssigkeiten, elektro- rheologischen, magneto-rheologischen, newtonischen, visko-elastischen, rheopexen, thixotropen Flüssigkeiten oder Mischungen von diesen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Fluid- Viskoelastizität bei der Verformung des viskoelastischen Federelements aus seinem unbelasteten Zustand höchstens 10% an der Gesamt- Viskoelastizität des viskoelastischen Federelements beträgt, insbesondere höchstens 5 %, bevorzugt höchstens 1 %, besonders bevorzugt weniger als 0,5 %.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Federelement eine Stauchhärte von 0,01 bis 1000 kPa aufweist, gemessen nach DIN EN ISO 3386-1 :2010-09, insbesondere von 0,1 bis 500 kPa, von 0,5 bis 100 kPa.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von viskoelastischen Federelementen parallel und / oder sequentiell zueinander geschaltet und wenigstens teilweise untereinander gekoppelt sind, wobei die viskoelastischen Federelemente gleich oder verschieden aufgebaut sind.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Dämpfungskörper einen Druckverformungsrest nach einer 10 %igen Kompression von < 2 % aufweist, gemessen nach DIN ISO 815-1:2010-09.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Dämpfungskörper bei einer Druck- oder Zugverformung in Wirkungsrichtung eine Dämpfung tan δ von 0,05 bis 2 aufweist, insbesondere von 0,1 bis 1, gemessen nach DIN 53535: 1982-03.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 3D- Druckverfahren ausgewählt ist aus Schmelzschichtung (Fused Filament Fabrication, FFF), Ink- Jet-Printing, Photopolymer-Jetting, Stereo Lithograhpy, Selective Laser Sintering, Digital Light Processing based additive manufacturing System, Continuous Liquid Interface Production, Selective Laser Melting, Binder Jetting based additive manufacturing, Multijet Fusion based additive manufacturing, High Speed Sintering Process und Laminated Object Modelling.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug- Modul der verwendeten Materialien des Dämpfungskörpers (1, 20, 30) < 250GPa ist, gemessen nach DIN EN ISO 6892-1 :2009-12, insbesondere von 0,05 bis 150 GPa.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Federelements (4) und des Dämpfungselements unabhängig voneinander ausgewählt ist aus Metallen, Kunststoffen und Kompositen, insbesondere aus thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffformulierungen auf Basis von Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Polyimiden, Polyetherkethonen, Polycarbonaten, Polyacrylaten, Polyolefinen, Polyvinylchlorid,

Polyoxymethylen und / oder vernetzten Materialien auf Basis von Polyepoxiden, Polyurethanen, Polysilikonen, Polyacrylaten, Polyestern sowie deren Mischungen und Mischpolymerisate.

14. Visko-elastischer Dämpfungskörper, hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Dämpfungskörper insbesondere eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist:

Hohl volumen: 1 μΕ Μβ 1 L, bevorzugt 10 μΕ β 100 mL

Dicke des Materials: 10 μιη bis 1 cm, bevorzugt 50 μιη bis 0,5 cm

Durchmesser der Durchlassöffnungen: 10 bis 5000 μιη

Porenanzahl/cm2 Außenfläche: 0,01 bis 100

Fläche Poren/cm2 Außenfläche: 0,1 bis 10 mm2

E-Modul nach DIN EN ISO 604: 2003-12 des verwendeten Materials: < 2 GPa, insbesondere von 1 bis 1000 MPa, bevorzugt 2-500 MPa.

15. Volumenkörper, umfassend oder bestehend aus einer Vielzahl von Dämpfungskörpern nach Anspruch 14, wobei der Volumenkörper insbesondere eine Matratze ist.

Description:
Visko-elastischer Dämpfungskörper auf Basis viskoelastischer Materialien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines visko-elastischen Dämpfungskörpers umfassend mindestens ein Federelement enthaltend mindestens ein viskoelastisches Material. Die Erfindung betrifft ferner einen visko-elastischen Dämpfungskörper, hergestellt oder herstellbar nach einem solchen Verfahren sowie einen Volumenkörper, umfassend oder bestehend aus einer Vielzahl von derartigen Dämpfungskörpern.

Dämpfungskörper der eingangs genannten Art können beispielsweise in Matratzen verwendet werden, wie in EP 1 962 644 A2 beschrieben ist. Darin ist eine Vielzahl von Dämpfungskörpern als Verbund in einer Matratze zusammengefasst.

Aus DE 20 2005 015 047 Ul ist eine Kombinationsmatratze bekannt, die sich aus einer Vielzahl an Federelementen zusammensetzt, welche an ihren Umfangsflächen aneinander grenzen und mittels eines umlaufenden Bandes zusammengehalten werden. Um das Band zu befestigen, weisen die Federelemente eine Nut auf. Die Federelemente werden aus Latex hergestellt.

Weiterhin sind Federkernmatratzen bekannt, bei denen in Stofftaschen eingebrachte Metallfedern als Federelemente vorgesehen sind. Der so gebildete Metallfederkern wird auch als Bonnellfederkern oder Taschenfederkern bezeichnet. Oberhalb des Metallfederkerns wird eine aus Schaumstoff bestehende Polsterung positioniert, die in der Regel aus Blockschaum gefertigt ist und eine bestimmte Elastizität aufweist. Ferner sind Schaumstoffmatratzen mit in den Schaumstoffkern eingearbeiteten Drahtfedern bekannt.

Aus der DE 299 18 893 Ul ist ein Polsterelement für Möbel und Matratzen bekannt, bei dem eine Vielzahl von Federelementen zu einem flächigen Verbund zusammengestellt ist. Hierbei sind die Federelemente aus Schafwolle gefertigt und in vorzugsweise aus Baumwolle hergestellten Taschen eingefüllt, wobei die oberen Stirnseiten der Taschenfedern die spätere Lastfläche bilden. Zur Schaffung eines großflächigen Polsterelementes wird eine Vielzahl der Federelemente nebeneinander angeordnet und in einzelnen Reihen jeweils miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander vernäht.

Ferner ist aus der DE 39 37 214 AI ein Polsterelement zur Lagerung eines liegenden menschlichen Körpers bekannt. Ein Matratzenteil aus elastischem Werkstoff, wie beispielsweise Schaumstoff, weist eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Kanäle auf, in die Einsatzstücke unterschiedlicher Elastizität eingeschoben sind, so dass das Matratzenteil über seine Liegefläche lokal unterschiedliche Elastizitätsbereiche aufweist. Die Einsatzstücke können aus einem elastischen Werkstoff entsprechend demjenigen des Matratzenteils bestehen.

DE 10 2015 100 816 B3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines körperstützenden Elements, wie z.B. einer Matratze, anhand von Druckdaten mittels eines 3D-Druckers. Anhand der Druckdaten können Bereiche unterschiedlicher Elastizität durch die Bildung von Hohlräumen unterschiedlicher Größen und/oder unterschiedlicher Anzahl durch den 3D-Drucker erzeugt werden.

Aus WO 2007/085548 AI ist ferner bekannt, dass vi sko -elastische Polyurethan- Weichschaumstoffe als Material für Matratzen eingesetzt werden können.

Die vorgenannten Verfahren sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet. So sind bei der Herstellung von Matratzen aus visko-elastischen Polyurethan-Weichschaumstoffen die Möglichkeiten einer individuellen Anpassung der Dämpfungseigenschaften an die jeweiligen Bedürfnisse beschränkt. Bei den herkömmlichen Methoden zur Herstellung von Federkernmatratzen kommt hinzu, dass das Zusammenstellen der einzelnen Bauelemente aufwendig ist. Auch sind hier aufgrund der bauartbedingten Größe der eingesetzten Schraubenfedern die Möglichkeiten einer ortaufgelösten Anpassung der Dämpfungseigenschaften sehr begrenzt. Die wenig individualisierbaren Fertigungsprozesse erlauben auch hier kaum eine wirtschaftlich sinnvolle Einzelanfertigung.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, ein Verfahren zur Herstellung eines visko-elastischen Dämpfungskörpers zur Verfügung zu stellen, das die Herstellung von Dämpfungskörpern mit individuell einstellbarem visko-elastischem Verhalten bei gleichzeitig hoher Ortsauflösung erlaubt. Die erzeugten Dämpfungskörper sollen sich beispielsweise als mechanischer Schwingungsdämpfer oder zum Einsatz für eine Matratze eignen.

Die Aufgabe wird bei einem visko-elastischen Dämpfungskörper der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der viskoelastische Dämpfungskörper über ein 3D-Druckverfahren unter Verwendungen mindestens eines bei Einsatztemperatur viskoelastischen Materials erzeugt wird.

Gegenstand der Erfindung ist damit ein Verfahren zur Herstellung eines visko-elastischen Dämpfungskörpers umfassend mindestens ein viskoelastisches Federelement, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das viskoelastische Federelement aus mindestens einem viskoelastischen Material mit einem tan δ von wenigstens 0,5, bestimmt nach DIN 53535: 1982-03, aufgebaut ist und über ein 3D-Druckverfahren erzeugt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mithilfe eines 3D-Druckverfahrens eine individualisierte Anpassung der Dämpfungseigenschaften möglich ist. Individualisiert bedeutet hierbei, dass nicht nur Einzelstücke wirtschaftlich sinnvoll erzeugt werden können, sondern dass auch die Dämpfungseigenschaften eines Dämpfungskörpers an unterschiedlichen Punkten des Körpers wunschgemäß eingestellt werden können und das mit einer hohen Ortsauflösung. Damit kann beispielsweise eine Matratze auf einen Kunden nach den anatomischen Erfordernissen beziehungsweise Bedürfnissen individuell erstellt werden. Um beispielsweise eine optimale Druckverteilung beim Liegen auf der Matratze zu erreichen, kann zunächst ein Druckprofil des Körpers auf einer Sensorfläche aufgenommen und die so gewonnenen Daten für die Individualisierung der Matratze verwendet werden. Die Daten werden dann dem 3D-Druckverfahren in an sich bekannter Weise zugeführt.

Das 3D-Druckverfahren kann beispielsweise ausgewählt sein aus Schmelzschichtung (Fused Filament Fabrication, FFF), Ink-Jet-Printing, Photopolymer-Jetting, Stereo Lithograhpy, Selective Laser Sintering, Digital Light Processing based additive manufacturing System, Continuous Liquid Interface Production, Selective Laser Melting, Binder Jetting based additive manufacturing, Multijet Fusion based additive manufacturing, High Speed Sintering Process und Laminated Object Modelling.

Der Begriff„Fused Filament Fabrication" (FFF; deutsch: Schmelzschichtung, manchmal auch Plastic Jet Printing (PJP) genannt), wie hierin verwendet, bezeichnet ein Fertigungsverfahren aus dem Bereich der additiven Fertigung, mit dem ein Werkstück schichtweise beispielsweise aus einem schmelzfähigen Kunststoff aufgebaut wird. Der Kunststoff kann mit oder ohne weitere Zusätze wie Fasern eingesetzt werden. Maschinen für das FFF gehören zur Maschinenklasse der 3D-Drucker. Dieses Verfahren basiert auf der Verflüssigung eines drahtförmigen Kunststoff- oder Wachsmaterials durch Erwärmung. Beim abschließenden Abkühlen erstarrt das Material. Der Materialauftrag erfolgt durch Extrusion mit einer in Bezug auf eine Fertigungsebene frei verfahrbaren Heizdüse. Dabei kann entweder die Fertigungsebene fix sein und die Düse ist frei verfahrbar oder eine Düse ist fix und ein Substrattisch (mit einer Fertigungsebene) kann verfahren werden oder beide Elemente, Düse und Fertigungseben, sind verfahrbar. Die Geschwindigkeit mit der Untergrund und Düse zueinander verfahrbar sind liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 200 mm/s. Die Schichtdicke liegt je nach Anwendungsfall in einem Bereich von 0,025 und 1,25 mm, der Austrittsdurchmesser des Materialstrahls (Düsenauslassdurchmesser) von der Düse beträgt typischerweise mindestens bei 0,05 mm.

Bei der schichtweisen Modellherstellung verbinden sich damit die einzelnen Schichten zu einem komplexen Teil. Der Aufbau eines Körpers erfolgt üblich indem wiederholt, jeweils zeilenweise eine Arbeitsebene abgefahren wird (Bildung einer Schicht) und dann die Arbeitsebene„stapelnd" nach oben verschoben wird (Bilden mindestens einer weiteren Schicht auf der ersten Schicht), sodass eine Form schichtweise entsteht. Die Austrittstemperatur der Stoffmischungen aus der Düse kann beispielsweise 80 °C bis 420 °C betragen. Es ist zudem möglich, den Substrattisch zu beheizen, beispielsweise auf 20 °C bis 250 °C. Hierdurch kann ein zu schnelles Abkühlen der aufgetragenen Schicht verhindert werden, sodass eine weitere, hierauf aufgetragene Schicht sich ausreichend mit der ersten Schicht verbindet.

Der erfindungsgemäße visko-elastische Dämpfungskörper kann seine Dämpfungseigenschaften in jeder beliebigen Raumrichtung besitzen. Auch die Art der Verformung ist nebensächlich. So kann der visko-elastische Dämpfungskörper unter anderem Druck-, Zug- Torsions- oder Biege- Verformung ausgesetzt werden und diese dämpfen.

Ein visko-elastischer Dämpfungskörper im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise aus verschiedenen im Raum orientierten und in ihrer Feder und Dämpfungswirkungen richtungsabhängigen Federelementen bestehen, die wiederum auf Basis von energieelastischen Materialien mit tan δ< 0,5 und mindestens einem viskoelastischen Material δ > 0,5 bei Einsatztemperatur, beispielsweise 25°C, aufgebaut sind. Die im Raumvolumen wirkende Federkraft wird durch den Material-Moduln und Geometriefaktoren wie z.B. der Wanddicke und Raumorientierung der Federelemente bestimmt. Die Dämpfung wird durch den Dämpfungsanteil des viskoelastischen Federelements sowie Länge und Gestaltung sowie Anteil am Gesamtmodul der viskoelastischen Federelemente kontrolliert.

Die Anordnung verschiedener geometrischer Dämpfungskörper und anderer nach Definition energieelastischer Federelemente sowie ggf. zusätzlicher verformungslimitierender Elemente im vom Dämpfungskörper umschlossenen Raum (geschlossen oder offen) erlaubt die gezielte Konstruktion von symmetrisch aber auch asymmetrisch wirkenden visko-elastischen 3D-Dämpfungskörpern. Die einzelnen Federelemente können dabei mechanisch gekoppelt oder mechanisch gekoppelt und ortsfest sein. Bevorzugt werden alle diese Federelemente mittels additiver 3D-Druck-Fertigungsmethoden hergestellt. Dabei können verschiedene additive Fertigungstechnologien parallel oder seriell eingesetzt werden.

Der Modul bzw. die „Federkraft" der erfindungsgemäßen Dämpfungskörper wird durch ihre Stauchhärte nach DIN EN ISO 3386-1 für weichelastische Schaumstoffe mit niedriger Dichte und DIN EN ISO 3386-2 für weichelastische Schaumstoffe mit hoher Dichte als Kompressionswiderstand in kPa angegeben.

Die Stauchhärte des erfindungsgemäßen Dämpfungskörpers liegt beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 1000 kPa. Bevorzugt liegt die Stauchhärte nach DIN EN ISO 3386-1 :2010-09 des erfindungsgemäßen Dämpfungskörpers bei einer Stauchung auf 40 % seiner ursprünglichen Höhe im Bereich von 0,1 bis 500 kPa, weiter bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 100 kPa.

Als Visko-Elastizität bezeichnet man ein teilweise elastisches, teilweise viskoses Materialverhalten. Visko-elastische Stoffe vereinigen also Merkmale von Flüssigkeiten und Festkörpern in sich. Der Effekt ist zeit-, temperatur- und frequenzabhängig und tritt bei polymeren Schmelzen und Festkörpern wie z. B. Kunststoffen aber auch anderen Materialien auf.

Der elastische Anteil bewirkt grundsätzlich eine spontane, begrenzte, reversible Verformung, während der viskose Anteil grundsätzlich eine zeitabhängige, unbegrenzte, irreversible Verformung bewirkt. Der viskose und elastische Anteil ist bei verschiedenen visko-elastischen Materialien jeweils unterschiedlich stark ausgeprägt, auch die Art des Zusammenwirkens differiert.

In der Rheologie wird elastisches Verhalten durch eine Feder, das Hook-Element, und viskoses Verhalten durch einen Dämpfungszylinder, das Newton-Element, dargestellt. Visko-elastisches Verhalten kann durch die Kombination zweier oder mehrerer dieser Elemente modelliert werden.

Eins der einfachsten visko-elastischen Modelle ist der Kelvin-Körper, bei dem Feder und Dämpfungszylinder parallel geschaltet sind. Bei Belastung, z. B. durch Dehnung, wird die Verformung durch den Dämpfungszylinder gebremst und durch die Feder in ihrem Ausmaß begrenzt. Nach einer Entlastung geht der Körper bedingt durch das Hook-Element wieder in seine Ausgangsposition zurück. Der Kelvin-Körper verformt sich also zeitabhängig wie eine Flüssigkeit, aber begrenzt und reversibel wie ein Festkörper.

Alle Flüssigkeiten und Feststoffe können wie visko-elastische Materialien betrachtet werden indem ihr Speicher- und Verlustmodul, G' und G", beziehungsweise ihr Verlustfaktor tan δ = G"/G' angegeben werden. Bei ideal-viskosen Flüssigkeiten (Newton'sches Fluid) ist der Speichermodul sehr klein gegenüber dem Verlustmodul, bei ideal-elastischen Festkörpern, die dem Hookschen Gesetz gehorchen, ist der Verlustmodul sehr klein gegenüber dem Speichermodul. Visko-elastische Materialien weisen sowohl einen messbaren Speichermodul als auch einen messbaren Verlustmodul auf. Falls der Speichermodul größer ist als der Verlustmodul, spricht man von Feststoffen, andernfalls von Flüssigkeiten.

Der Verlustfaktor ist also ein Maß für die Dämpfung eines visko-elastischen Körpers. Die Dämpfung tan δ des erfindungsgemäßen Dämpfungskörpers liegt bei einer Druck- oder Zugverformung in Wirkungsrichtung vorzugsweise bei 0, 5 bis 2, insbesondere bei 0,5 bis 0,9, bevorzugt bei 0,5 bis 0,8, gemessen nach DIN 53535: 1982-03: Prüfung von Kautschuk und Elastomeren; Grundlagen für dynamische Prüfverfahren. Hierdurch wird eine gute Ballance zwischen Dämpfungs- und Federwirkung erzielt, was sich besonders vorteilhaft beim Einsatz in Matratzen auswirkt.

Für körper-relevante Anwendungen der erfindungsgemäßen Dämpfungskörper, beispielsweise für Matratzen, Helme oder Protektoren liegt die Stauchhärte nach DIN EN ISO 3386-1 vorzugsweise im Bereich 0,5 - 100 kPa und die Dämpfung im Bereich 0,1 - 1.

Die bleibende Verformung wird nach DIN ISO 815-1 :2010-09: Elastomere oder thermoplastische Elastomere - Bestimmung des Druckverformungsrestes bestimmt. Die Norm bestimmt den Druckverformungsrest (DVR) bei konstanter Verformung. Ein DVR von 0 % bedeutet, dass der Körper seine ursprüngliche Dicke wieder voll erreicht hat, ein DVR von 100 % sagt, dass der Körper während des Versuchs völlig verformt wurde und keine Rückstellung zeigt. Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel: DVR (%) = ( L0 - L2 ) / ( L0 - LI ) x 100 %

wobei:

DVR = Druckverformungsrest in %

L0 = Höhe des Probekörpers vor der Prüfung

LI = Höhe des Probekörpers während der Prüfung (Distanzstück)

L2 = Höhe des Probekörpers nach der Prüfung

Der unbestimmte Ausdruck„ein" steht im Allgemeinen für„wenigstens ein" im Sinne von„ein oder mehr". Der Fachmann versteht je nach Situation, dass nicht der unbestimmte Artikel sondern der bestimmte Artikel„ein" im Sinne von„1" gemeint sein muss bzw. der unbestimmte Artikel„ein" auch in einer Ausführungsform den bestimmten Artikel„ein" (1) mit umfasst.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Dämpfungskörper einen Druckverformungsrest nach einer 10 %igen Kompression von < 5 % auf, gemessen nach DIN ISO 815-1, insbesondere von < 3 %, bevorzugt von < 2 %. Dies ist von Vorteil, da ein solcher Dämpfungskörper bei jeder erneuten Belastung das weitestgehend gleiche Rückstellvermögen besitzt. Im Falle einer Matratze wird hierdurch eine sichtbare Druckstellenbildung weitestgehend vermieden.

Der Dämpfungskörper kann bei einer Druck- oder Zugverformung in Wirkungsrichtung eine Dämpfung tan δ von 0,05 bis 2 aufweisen, insbesondere von 0,1 bis 1, gemessen nach DIN 53535: 1982-03. Mit anderen Worten kann also die Dämpfung des Dämpfungskörpers eine andere sein als diejenige des einzelnen Dämpfungselements. Dies kann realisiert werden, indem Dämpfungselemente mit anderem Dämpfungsverhalten und Federelemente mit den erfindungsgemäßen Dämpfungskörpern in der Weise kombiniert werden, dass die vorgenannten Werte für den Dämpfungskörper in seiner Gesamtheit den vorgenannten Werten entspricht. In bevorzugter Weiterbindung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Dämpfungskörper teilweise oder vollständig als offenzelliger Hohlkörper ausgestaltet und mit zumindest einer Durchlassöffnung versehen und weist bei einer Druck- oder Zugverformung in Wirkungsrichtung vorzugsweise eine Dämpfung tan δ von 0,1-1 auf, gemessen nach DIN 53535. Dies ist vorteilhaft, weil mithilfe des 3D- Druckverfahrens auf diese Weise Bauelemente geschaffen werden können, bei denen beispielsweise Luft oder ein anderes Fluid eine zusätzliche Dämpfungswirkung übernehmen kann, wobei das Dämpfungsverhalten durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren leicht angepasst werden kann. Das Volumen des Dämpfungskörpers kann beispielsweise 1000L bis lOOmL betragen, insbesondere 700 L bis 1 L, ganz besonders 500 L bis 2 L.

Offene Dämpfungskörper können bei der Herstellung oder aber auch erst nach der Herstellung des Hohlkörpers erzeugt werden. Letzteres kann beispielsweise durch chemisches Herauslösen oder Schmelzen eines Opfermaterials aus Bauvolumen des Dämpfungskörpers realisiert werden. Mit Opfermaterial wird ein Material bezeichnet, das nicht Teil des fertigen Dämpfungskörpers ist, sondern nur während der Herstellung des Dämpfungskörpers eingesetzt wird, um zum Beispiel Strukturen während des schichtweisen Aufbaus mit dem den Dämpfungskörper bildenden Baumaterial/Baumaterialien durch ein 3D-Druckverfahren zu stützen oder die Erzeugung von Überhängen zu ermöglichen. Als Opfermaterialien werden zum Beispiel Wachse mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das Baumaterial / die Baumaterialien genutzt oder aber Materialien, die in einem anderen Lösungsmittel löslich sind, als das Baumaterial / die Baumaterialien. Zum Beispiele lässt sich für nicht-wasserlösliche Baumaterialien wasserlösliches Polyvinylalkohol (PVA) als Opfermaterial einsetzen und für Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) als Baumaterial High Impact Polystyrol (HIPS) als Opfermaterial, das sich im Gegensatz zu ABS in Aceton löst.

Ein erfindungsgemäßer Dämpfungskörper kann vorzugsweise eine Stauchhärte nach DIN EN ISO 3386-1 bei einer Stauchung auf 40 % seiner ursprünglichen Höhe von 0,01 bis 1000 kPa und/ oder eine Dämpfung tan δ nach DIN 53535 von 0,1 bis 1 und/ oder einen Druckverformungsrest nach DIN ISO 815-1 nach 10 % Kompression 5% liegt. Bevorzugt nach 20% Kompression <8% und ganz bevorzugt nach 40% Kompression < 15% liegt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform richtet sich auf die Herstellung eines 3D- Dämpfungskörpers wobei das 3D-Dämpferelement eine bleibende Verformung nach 40 % Kompression von < 10 % der ursprünglichen Bauteilhöhe aufweist. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich der visko-elastische Dämpfungskörpers durch einen E-Modul nach DIN EN ISO 604: 2003-12 der verwendeten Aufbaumateralien von< 2 GPa, insbesondere von 1 bis 1000 MPa, bevorzugt 2-500 MPa aus

Ein solcher Dämpfungskörper kann beispielsweise durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt werden, das mindestens einen der folgenden Schritte umfasst:

I) Design eines Dämpfungskörpers mit einem ortsaufgelösten, temperaturabhängigen und richtungsabhängigen Dämpfungsprofil in einem geeigneten CAD Programm,

II) Übersetzung des CAD Datensatzes in eine Produktionsanleitung für einen 3D Drucker,

III) 3D-Druck eines hohlen luftdurchlässigen Dämpfungskörpers bestehend aus mindestens einem Federelement mit viskoelastischen Eigenschaften und optional weiteren gekoppelten Federelementen,

IV) Optional heraus-'lösen" von Stützmaterial.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst neben einem der vorstehenden Schritte I) bis IV) einen der weiteren Schritte:

V) Die Kombination des erfindungsgemäßen Dämpfungskörpers mit herkömmlichen Dämpfungsmaterialien.

VI) Die optional reversible mechanische oder chemische Fixierung des erfindungsgemäßen Dämpfungskörpers in einem Halterahmen.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden mehr als ein Dämpfungskörper über verbrückende Materialien zu einem Produkt mit viskoelastischen Eigenschaften wie beispielhaft eine Matratze, ein Sitz, ein Helm, ein Schuh miteinander verbunden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält der Dämpfungskörper mindestens ein elastisches Material mit einem E- Modul in Vorzugsverformungsrichtung von < 2 GPa und einer materialspezifischen Dämpfung tan δ bei Einsatztemperatur, insbesondere bei 25 °C, von < 0,2 wobei der Dämpfungskörper in seiner Gesamtheit einen Modul in Vorzugsverformungsrichtung und bei Einsatztemperatur von < lGPa und einen tan δ > 0,2 aufweist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Federelement derart ausgestaltet, dass der Dämpfungskörper eine Stauchhärte von 0,1 bis 500 kPa aufweist, gemessen nach DIN EN ISO 3386-1, insbesondere 0 0,5 bis 100 kPa.

In einer besonderen Ausführungsform hat ein einzelnes oder mehrere Federelemente welche Teil des Dämpfungskörpers sind bei Einsatztemperatur welche bevorzugt im Bereich von 10-40°C liegt einen Elastizitätsmodul in Vorzugsverformungsrichtung von beispielsweise 10 Pa bis 2GPa.

Das Federelement kann beispielsweise als Druckfeder, Zugfeder, Schenkelfeder, Torsionsfeder, Spiralfeder, Membranfeder, Blattfeder, Tellerfeder, Luftfeder, Gasdruckfeder, Ringfeder, Evolutfeder oder als Schraubenfeder ausgebildet sein. Ein Teil der Federelemente kann in einer besonderen Ausführungsform aus metallischen Werkstoffen bestehen. Dabei können auch mehrere der vorgenannten Typen in einem Dämpfungskörper verwendet werden, beispielsweise um an unterschiedlichen Stellen des Dämpfungskörpers ein anderes Federungsverhalten zu etablieren.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von elastischen und viskoelastischen Federelementen parallel und / oder sequentiell zueinander geschaltet und wenigstens teilweise untereinander gekoppelt sind. Hierunter werden elastische und viskoelastische Federelemente verstanden, die nicht unabhängig voneinander verformt werden können. Die Kopplung untereinander kann beispielsweise durch an sich bekannte Fügetechniken wie Kleben oder Schweißen oder aber bereits beim Herstellungsprozess in der Weise erfolgen, dass die einzelnen Elemente von vorherein miteinander in Verbindung stehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Zug-Modul der verwendeten Materialien des Dämpfungselements < 250 GPa betragen, gemessen nach DIN EN ISO 6892-1 :2009-12, insbesondere von 0,05 bis 150 GPa. Zum Beispiel kann das Material durch Carbon-, Aramid, oder Glasfasern in Zugrichtung verstärkt sein, um neben der Dämpfung in Hauptverformungsrichtung hervorragende Zugstabilitäten zu erreichen.

Der Dämpfungskörper kann entweder aus einem oder aber auch aus zwei oder mehr unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein, beispielsweise aus 2 bis 10 unterschiedlichen Materialien, insbesondere aus mehr als 3 unterschiedlichen Materialien, beispielsweise aus 3 bis 8 unterschiedlichen Materialien. Verschiedene Federelemente können aus gleichen oder verschiedenen Materialien aufgebaut sein.

Die Aushärtung der eingesetzten Materialien kann durch Abkühlen von Metallen oder Thermoplasten, durch Kalt- oder Heißpolymerisation, Polyaddition, Polykondensation, Addition oder Kondensation oder durch Elektronen- oder elektro-magnetische Strahlungen initiierte Polymerisation erfolgen. Das Material der Federelemente kann unabhängig voneinander ausgewählt sein aus Metallen, Kunststoffen und Kompositen, insbesondere aus thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffformulierungen auf Basis von Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Polyimiden, Polyetherkethonen, Polycarbonaten, Polyacrylaten, Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyoxymethylen und / oder vernetzten Materialien auf Basis von Polyepoxiden, Polyurethanen, Polysilikonen, Polyacrylaten, Polyestern, Gummimaterialien sowie Mischungen und Mischpolymerisate aus mindestens zwei hiervon.

Besonders bevorzugt ist das Material des Federelements und des Dämpfungselements ausgewählt aus thermoplastischem Elastomeren (TPE), Thermoplastischen Polyurethan (TPU), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethylentherephtalat (PET), Polybutylentherephthalat (PBT), Cycloolefinische Copolyester (COC), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetheramidketon (PEAK), Polyetherimid (PEI) (z.B. Ultem), Polyimid (PI), Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyoxymethylen (POM), Polyacrylnitril (PAN), Polyacrylat, Zelluloid oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist das Material ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus TPE, TPU, PA, PEI, und PC, besonders bevorzugt aus einer Gruppe ausgewählt aus TPU und PC.

Ebenfalls eingesetzt werden können Materialien, die ausgewählt sind aus reaktiv-härtenden Systemen.

Das Material des Federelements und/ oder des Dämpfungselements kann mindestens einen Zusatzstoff enthalten, wie z. B. Fasern, UV-Härter, Peroxide, Diazoverbindungen, Schwefel, Stabilisatoren, anorganische Füllstoffe, Weichmacher, Flammschutzmittel und Anti-Oxidantien. Beispiele solcher Zusatzstoffe sind Kevlar-, Glas-, Aramid- oder Kohle-Fasern Rayon, Celluloseacetat, und/oder gängige Naturfasern (z. B. Flachs, Hanf, Cocos, etc.). Neben oder anstatt von Fasern können die Stoffmischungen auch Verstärkungspartikel, insbesondere ausgewählt aus anorganischen oder keramischen Nanopulvern, Metallpulvern oder Kunststoffpulvern, beispielsweise aus S1O 2 oder AI 2 O 3 , AIOH3, Ruß, T1O2 oder CaCCb enthalten. Weiterhin können Stoffmischungen z. B. Peroxide, Diazoverbindungen und/oder Schwefel enthalten.

Insbesondere bei Reaktionsharzen können Mischungen von zwei oder mehr Reaktionsharzen vorab gemischt sein oder werden auf dem Substrat vermischt. Der Auftrag kann im letzteren Fall beispielsweise aus unterschiedlichen Düsen erfolgen. Die aushärtbaren Stoffmischungen können unterschiedlicher Natur sein, müssen jedoch unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens flüssige beziehungsweise zähflüssige extrudierbare oder flüssige verdruckbare Kunststoffmassen sein. Dabei kann es sich um Thermoplasten, Silikone oder auch um aushärtbare Reaktionsharze handeln, z. B. 2-K Polyurethan-, 2K Epoxid- oder feuchtigkeitshärtende Polyurethan- Systeme, lufthärtende oder radikalisch härtende ungesättigte Polyester oder UV-härtenden Reaktivharze auf Basis von z.B. Vinyl- und Acrylverbindungen, wie sie u.a. in EP 2 930 009 A2 und DE 10 2015100 816 beschrieben sind.

Die Erzeugung des erfindungsgemäßen Dämpfungskörpers erfolgt in der Regel schichtweise. Nach Auftragen einer ersten Schicht und ggf. nach Auftragen weiterer Schichten zur Herstellung eines Flächenabschnitts kann bei Reaktivsystemen das aufgetragene Material z. B. durch kalte oder heiße Polymerisation bzw. Polyaddition oder Polykondensation, Addition (z. B. PU- Addition) oder Kondensation oder auch Initiierung durch Elektronen- oder elektro-magnetische Strahlungen, insbesondere UV-Strahlung, zum Aushärten gebracht werden. Thermisch härtende Kunststoffmischungen können durch eine entsprechende IR-Strahlungsquelle ausgehärtet werden.

Im Stand der Technik sind verschiedene Zwei- oder Mehrkomponentensyteme beschrieben, die verdruckt werden können. So ist beispielsweise aus der DE 199 37 770 AI ein Zweikomponentensystem bekannt, dass eine Isocyanat-Komponente und eine isocyanat-reaktive Komponente umfasst. Von beiden Komponenten werden Tropfenstrahlen erzeugt, die so ausgerichtet werden, dass sie sich zu einem gemeinsamen Tropfenstrahl vereinigen. In dem gemeinsamen Tropfenstrahl setzt die Reaktion der Isocyanat-Komponente mit der isocyanat-reaktiven Komponente ein. Der gemeinsame Tropfenstahl wird auf ein Trägermaterial gelenkt, wo er unter Ausbildung eines polymeren Polyurethans zum Aufbau eines dreidimensionalen Körpers verwendet wird. In EP 2 930 009 A2 wird ein Verfahren zum Verdrucken eines Mehrkomponentensystems beschrieben, umfassend wenigstens eine Isocyanat-Komponente und wenigstens eine isocyanat-reaktive Komponente, die aufgrund ihrer Reaktivität und Mischbarkeit besonders geeignet für Inkjetting-Verfahren sind.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen visko-elastischen Dämpfungskörper, hergestellt oder herstellbar nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die Erfindung betrifft zudem einen Volumenkörper, umfassend oder bestehend aus einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Dämpfungskörpern, wobei der Volumenkörper insbesondere eine Matratze ist.

Der erfindungsgemäße Volumenkörper ist vorzugsweise aus mindestens zwei Dämpfungskörpern aufgebaut.

Die Erfindung betrifft außerdem einen mechanischen Dämpfer, wie beispielsweise ein gedämpftes Federbein, umfassend mindestens einen erfindungsgemäßen Dämpfungskörper. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung eines oder mehrerer gemäß dem erfindungsgemäß hergestellten Dämpfungskörper als einen Volumenkörper bevorzugt zur Stützung von Körperteilen. Der Volumenkörper ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Matratze, einem Kissen, einem Sitz, einem Sofa, bevorzugt einem Sofateil, einem Stuhl, bevorzugt einem Stuhlteil, einem Polster, einem Helm, einem Körperschoner, einem orthopädischen Stützelement, bevorzugt einem Teil eines orthopädischen Stützelements, einem Schuh und Teilen davon oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist der Volumenkörper zur Verwendung als Stützung von Körperteilen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Matratze, einem Kissen, einem Sitz, einem Polster und Teilen davon oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.

Nach einem ersten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines visko- elastischen Dämpfungskörpers umfassend mindestens ein viskoelastisches Federelement, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Federelement aus mindestens einem viskoelastischen Material mit einem tan δ von wenigstens 0,5, bestimmt nach DIN 53535: 1982-03, aufgebaut ist und über ein 3D-Druckverfahren erzeugt wird.

Nach einem zweiten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Gegenstand 1, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Material einen tan δ von 0,5 bis 0,9, bestimmt nach DIN 53535: 1982-03, aufweist, insbesondere von 0,5 bis 0,8.

Nach einem dritten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Material ausgewählt ist aus thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffformulierungen auf Basis von Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Polyimiden, Polyetherkethonen, Polycarbonaten, Polyacrylaten, Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyoxymethylen und / oder vernetzten Materialien auf Basis von Polyepoxiden, Polyurethanen, Polysilikonen, Polyacrylaten, Polyestern sowie Mischungen und Mischpolymerisaten aus mindestens zwei hiervon..

Nach einem vierten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Gegenstand 3, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Material ausgewählt ist aus thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffformulierungen auf Basis von Polyacrylaten, Polyurethanen sowie Mischungen und Mischpolymerisaten aus mindestens zwei hiervon..

Nach einem fünften Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Federelement als mit einem Fluid teilweise oder vollständig gefüllter Hohlkörper ausgestaltet und mit zumindest einer Durchlassöffnung versehen ist, wobei das Fluid insbesondere ausgewählt ist aus Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Ölen, Wasser, Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen, ionischen Flüssigkeiten, elektro- rheologischen, magneto-rheologischen, newtonischen, visko-elastischen, rheopexen, thixotropen Flüssigkeiten oder Mischungen von mindestens zwei hiervon..

Nach einem sechsten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Gegenstand 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Fluid- Viskoelastizität bei der Verformung des viskoelastischen Federelements aus seinem unbelasteten Zustand höchstens 10% an der Gesamt- Viskoelastizität des viskoelastischen Federelements beträgt, insbesondere höchstens 5 %, bevorzugt höchstens 1 %, besonders bevorzugt weniger als 0,5 %.

Nach einem siebten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass das viskoelastische Federelement eine Stauchhärte von 0,01 bis 1000 kPa aufweist, gemessen nach DIN EN ISO 3386-1 :2010-09, insbesondere von 0,1 bis 500 kPa, von 0,5 bis 100 kPa.

Nach einem achten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von viskoelastischen Federelementen parallel und / oder sequentiell zueinander geschaltet und wenigstens teilweise untereinander gekoppelt sind, wobei die viskoelastischen Federelemente gleich oder verschieden aufgebaut sind.

Nach einem neunten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper einen Druckverformungsrest nach einer 10 %igen Kompression von < 2 % aufweist, gemessen nach DIN ISO 815-1 :2010-09.

Nach einem zehnten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper bei einer Druck- oder Zugverformung in Wirkungsrichtung eine Dämpfung tan δ von 0,05 bis 2 aufweist, insbesondere von 0,1 bis 1, gemessen nach DIN 53535: 1982-03.

Nach einem elften Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einer der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass das 3D-Druckverfahren ausgewählt ist aus Schmelzschichtung (Fused Filament Fabrication, FFF), Ink-Jet-Printing, Photopolymer-Jetting, Stereo Lithograhpy, Selective Laser Sintering, Digital Light Processing based additive manufacturing System, Continuous Liquid Interface Production, Selective Laser Melting, Binder Jetting based additive manufacturing, Multijet Fusion based additive manufacturing, High Speed Sintering Process und Laminated Object Modelling oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.. Nach einem zwölften Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug-Modul der verwendeten Materialien des Dämpfungskörpers (1, 20, 30) < 250GPa ist, gemessen nach DIN EN ISO 6892-1 :2009-12, insbesondere von 0,05 bis 150 GPa.

Nach einem dreizehnten Gegenstand betrifft die Erfindung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Federelements (4) und des Dämpfungselements unabhängig voneinander ausgewählt ist aus Metallen, Kunststoffen und Kompositen, insbesondere aus thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffformulierungen auf Basis von Polyamiden, Polyurethanen, Polyestern, Polyimiden, Polyetherkethonen, Polycarbonaten, Polyacrylaten, Polyolefinen, Polyvinylchlorid, Polyoxymethylen und / oder vernetzten Materialien auf Basis von Polyepoxiden, Polyurethanen, Polysilikonen, Polyacrylaten, Polyestern sowie Mischungen und Mischpolymerisate aus mindestens zwei hiervon.

Nach einem vierzehnten Gegenstand betrifft die Erfindung einen visko-elastischen Dämpfungskörper, hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der Gegenstände 1 bis 13, wobei der Dämpfungskörper insbesondere eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist:

Hohl volumen: 1 μΕ bis 1 L, bevorzugt 10 μΕ bis 100 mL

Dicke des Materials: 10 μιη bis 1 cm, bevorzugt 50 μιη bis 0,5 cm

Durchmesser der Durchlassöffnungen: 10 bis 5000 μιη

Porenanzahl/cm 2 Außenfläche: 0,01 bis 100

Fläche Poren/cm 2 Außenfläche: 0,1 bis 10 mm 2

E-Modul nach DIN EN ISO 604: 2003-12 des verwendeten Materials: < 2 GPa, insbesondere von 1 bis 1000 MPa, bevorzugt 2-500 MPa.

Nach einem fünfzehnten Gegenstand betrifft die Erfindung einen Volumenkörper, umfassend oder bestehend aus einer Vielzahl von Dämpfungskörpern nach Gegenstand 14, wobei der Volumenkörper insbesondere eine Matratze ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand zweier Figuren näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Volumenkörper in Form einer Matratze in schematischer dreidimensionaler Darstellung von schräg oben sowie

Fig. 2 die Struktur des in Fig. 1 mit„I" gekennzeichneten Abschnitt des Volumenkörpers wie sie im 3D-Drucker erzeugt wird. In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Volumenkörper M in Form einer Matratze schematisch in dreidimensionaler Darstellung von schräg oben abgebildet. Die Matratze M ist in unterschiedliche Abschnitte A, B, C, D, E unterteilt. Die Matratze M ist dabei horizontal in den Abschnitt C einerseits und die Abschnitte A, B, D und E andererseits unterteilt. Abschnitt C ist die Matratzenunterseite, die Abschnitte D sind der obere und untere Randbereich der Matratze auf beim Schlafen denen in der Regel keine besondere Last ruht, Abschnitt E ist der Kopf- und Schulterbereich, Abschnitt A der Rumpf- und Abschnitt B der Beinbereich. Die einzelnen Abschnitte unterscheiden sich dabei folgendermaßen in ihrem Dämpfungsverhalten und ihrer Stauchhärte:

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, lässt sich somit die Stauchhärte und das Dämpfungsverhalten individuell und ortsaufgelöst an die physiologischen Besonderheiten einer Einzelperson anpassen. Dabei wird über das 3D-Druckverfahren eine Vielzahl von Dämpfungselementen sowie gewünschtenfalls auch Federelementen erzeugt, die dann im Zusammenwirken die vorgenannten Werte zu tan δ und der Stauchhärte erzielen.

In Fig. 1 ist weiterhin mit einer gestrichelten Linie ein Bereich I gekennzeichnet. Dieser ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Darin sind wiederum die Abschnitte B, C, D gezeigt sowie deren Struktur, wie sie bei der Herstellung von einem 3D-Drucker erzeugt werden. In Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, dass die Struktur der gedruckten Wiederholungseinheiten in den einzelnen Abschnitten B, C, D unterschiedlich sind, woraus sich ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten und eine andere Stauchhärte ergeben.