A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Karbon oder Graphit mittels 3D-Druck
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Karbon oder Graphit mittels 3D-Druck. Das Verfahren soll besonders einfach zu realisieren sein und die Herstellung auch komplexer Formteile ermöglichen. Erreicht wird das durch Herstellen einer fließfähigen polymeren Mischung aus Polyacrylnitril (PAN) sowie einem UV sensiblen Harz, wobei das Polyacrylnitril in einem Lösemittel gelöst sein kann, und wobei der polymeren Mischung Zucker und/oder Zellstoff zugemischt wird, bis die Mischung eine derartige Konsistenz aufweist, dass diese in einen 3D-Drucker gefüllt und durch diesen verarbeitet werden kann, und Homogenisieren der Mischung bei Raumtemperatur, Befüllen eines 3D-Druckers mit der Mischung, und schichtweises Drucken eines Formteiles mit dem 3D-Drucker unter gleichzeitiger Einwirkung von UV-Strahlung zum schichtweisen Vernetzen des UV sensiblen Harzes, Reinigen des Formteiles, insbesondere von Flüssigkeitsrückständen und Fremdpartikeln, Einbringen des mit UV-Strahlung vorgehärteten Formteiles in einen Ofen und Stabilisieren des vorgehärteten Formteiles in Luft bei einer vorgegebenen Stabilisierungstemperatur, und anschließende Hochtemperaturbehandlung des Formteiles zum Karbonisieren oder Graphitieren in einem Ofen unter Schutzgas.
A process for 3D printing articles made of carbon or graphite includes producing a flowable polymeric mixture from a UV permeable and polymerizable polymer or cellulose and a UV crosslinkable resin, admixing the polymeric mixture with sugar and/or cellulose until the mixture has a consistency such that it can be filled into a 3D printer and processed thereby, homogenizing the mixture at room temperature or elevated temperature, filling a 3D printer with the mixture, layerwise printing a shaped article with simultaneous exposure to UV radiation for layerwise crosslinking of the UV crosslinkable resin, cleaning the shaped article, introducing the UV precured shaped article into a furnace and stabilizing the UV precured shaped article in air at a predetermined stabilizing temperature until all volatile constituents have outgassed from the prefabricated shaped article and subsequently high temperature treating the shaped article for carbonization or graphitization in a furnace under protective gas.
Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Karbon oder Graphit mittels 3D-Druck
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Karbon oder Graphit mittels 3D-Druck. Das Verfahren soll besonders einfach zu realisieren sein und die Herstellung auch komplexer Formteile ermöglichen. Erreicht wird das durch Herstellen einer fließfähigen polymeren Mischung aus Polyacrylnitril (PAN) sowie einem UV sensiblen Harz, wobei das Polyacrylnitril in einem Lösemittel gelöst sein kann, und wobei der polymeren Mischung Zucker und/oder Zellstoff zugemischt wird, bis die Mischung eine derartige Konsistenz aufweist, dass diese in einen 3D-Drucker gefüllt und durch diesen verarbeitet werden kann, und Homogenisieren der Mischung bei Raumtemperatur, Befüllen eines 3D-Druckers mit der Mischung, und schichtweises Drucken eines Formteiles mit dem 3D-Drucker unter gleichzeitiger Einwirkung von UV-Strahlung zum schichtweisen Vernetzen des UV sensiblen Harzes, Reinigen des Formteiles, insbesondere von Flüssigkeitsrückständen und Fremdpartikeln, Einbringen des mit UV-Strahlung vorgehärteten Formteiles in einen Ofen und Stabilisieren des vorgehärteten Formteiles in Luft bei einer vorgegebenen Stabilisierungstemperatur, und anschließende Hochtemperaturbehandlung des Formteiles zum Karbonisieren oder Graphitieren in einem Ofen unter Schutzgas.
A process for 3D printing articles made of carbon or graphite includes producing a flowable polymeric mixture from a UV permeable and polymerizable polymer or cellulose and a UV crosslinkable resin, admixing the polymeric mixture with sugar and/or cellulose until the mixture has a consistency such that it can be filled into a 3D printer and processed thereby, homogenizing the mixture at room temperature or elevated temperature, filling a 3D printer with the mixture, layerwise printing a shaped article with simultaneous exposure to UV radiation for layerwise crosslinking of the UV crosslinkable resin, cleaning the shaped article, introducing the UV precured shaped article into a furnace and stabilizing the UV precured shaped article in air at a predetermined stabilizing temperature until all volatile constituents have outgassed from the prefabricated shaped article and subsequently high temperature treating the shaped article for carbonization or graphitization in a furnace under protective gas.
Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Karbon oder Graphit mittels 3D-Druck
KORNMEYER TORSTEN (author) / KLEIN DAVID (author) / GERADS MICHAEL (author)
2023-01-12
Patent
Electronic Resource
German
IPC:
C01B
NON-METALLIC ELEMENTS
,
Nichtmetallische Elemente
/
B29C
Formen oder Verbinden von Kunststoffen
,
SHAPING OR JOINING OF PLASTICS
/
B33Y
ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
,
Additive (generative) Fertigung, d. h. die Herstellung von dreidimensionalen [3D] Bauteilen durch additive Abscheidung, additive Agglomeration oder additive Schichtung, z. B. durch 3D- Drucken, Stereolithografie oder selektives Lasersintern
/
C04B
Kalk
,
LIME
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON FORMTEILEN AUS CARBON ODER GRAPHIT MITTELS 3D-DRUCK
| European Patent Office | 2023
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON FORMTEILEN AUS CARBON ODER GRAPHIT MITTELS 3D-DRUCK
| European Patent Office | 2024
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON GRAPHITIERTEN FORMTEILEN MITTELS 3D-DRUCK
| European Patent Office | 2024
| European Patent Office | 2019