Abstract:
Extruder (7) für eine Anlage zur additiven Fertigung von freiformbaien Metallteile mit oder ohne Stützstruktur mittels eines Extrusionsverfahrens aus einem Kompositmaterial, der an einer dreidimensional verfahrbaren Kinematik (18), mit einer Bauplattform (11 ) angeordnet ist, wobei der Extruder (7) aus einem Gehäuse (2) und einer im Gehäuse (2) angeordneten Schnecke (4) besteht und wobei der Extruder (7) mit einem mechanischen Antrieb (1 ) für das zu extrudierende Kompositmaterial, mit einer am Gehäuse (2) angeordneten, auswechselbaren Düse (3) versehen ist und das Gehäuse (2) über geeignete Mittel zum Transport des Kompositmaterials mit dem mechanischen Antrieb (1) verbunden ist. Das Gehäuse (2) ist in eine • Einzugszone (5) mit einer aktiven Kühlung (9), bei der das Gehäuse (2) als Trichter (22) ausgeführt ist, versehen ist und das Material des Gehäuses (2) aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht, wobei die Schnecke (4) einen geringen Wellendurchmesser aufweist, • Trennzone (6), bei der das Gehäuse (2) aus einem Material mit schlechter Wärmleitfähigkeit besteht und die gekühlte Einzugszone (5) thermisch von der beheizten Plastifizierungs- und Homogenisierungszone(8) trennt, • Pazifizierungs- und Homogenisierungszone (8), bei der das Gehäuse (2) aus Material mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht und mit einer aktiven Heizung (10) versehen ist, wobei die Schnecke (4) einen größeren Wellendurchmesser als in den oberen Zonen (5,6) aufweist und • Ausstoßzone (12), die aus einer auswechselbaren Düse (3) aus einem abriebfesten Material besteht, unterteilt ist.
Abstract:
Die Erfindung betrifft ein additives Verfahren zur Erzeugung von Metallteilen mit amorpher, kristalliner und/oder teilkristalliner Struktur für die Medizintechnik, Rapid-Prototyping und Rapid-Manufacturing, Rapid Tooling und in allen Branchen, in denen RP-Technologien zum Einsatz kommen, Rapid-Manufacturing von Leichtbauteilen für die Luft- und Raumfahrt (geschlossene Wabenstrukturen etc.) und der direkte Herstellung von Sonderanfertigungen und Ersatzteilen (Selective Amorphous Metal Extrusion (SAME)). Mittels eines Extrusionsverfahrens wird ein amorphes, metallenes Ausgangsmaterial in einem Extruder (9) bis über den Glasübergangsbereich zur Erzeugung eines thermoplastischen Verhaltens erwärmt, extrudiert und selektiv auf eine Bauplattform (10) in Form eines extrudierten Metallfadens zweidimensional aufgetragen und anschließend abgekühlt, wobei das zweidimensionale Auftragen und Abkühlen des extrudierten Materialfadens bis zur Fertigstellung des Metallteils fortgesetzt wird. Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer dreidimensional verfahrbaren Kinematik (8), einer Bauplattform (10) und einen an der dreidimensional verfahrbaren Kinematik (8) angeordneten Extruder (9), wobei der Extruder (9) mit einer Extrudierschnecke (1) für das zu extrudierende amorphe, metallene Ausgangsmaterial, einem beheizten oder teilweise beheizten Gehäuse (2) und einer am Gehäuse (2) angeordneten, auswechselbaren Düse (3) ausgerüstet ist und wobei unterhalb der Düse (3) eine aktive Kühlung (4) auf das extrudierte, aus der Düse (3) austretende Material gerichtet ist.