A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON FORMTEILEN AUS CARBON ODER GRAPHIT MITTELS 3D-DRUCK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum einfachen Herstellen von Formteilen aus Carbon oder Graphit mittels 3D-Druck. Erreicht wird das durch Herstellen einer fließfähigen polymeren Mischung aus einem für UV-Strahlung durchlässigen und polymerisierbaren Polymer oder Zellulose sowie einem durch UV-Strahlung vernetzbaren Harz 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, oder erhöhter Temperatur bis ca. 60 °C, Befüllen eines 3D-Druckers mit der Mischung, und schicht- weises Drucken eines Formteiles mit dem 3D-Drucker unter gleichzeitiger Einwirkung von UV-Strahlung zum schichtweisen Vernetzen des durch UV-Strahlung vernetzbaren Harzes, Reinigen des Formteiles, Einbringen des mit UV-Strahlung vorgehärteten Formteiles in einen Ofen und Stabilisieren des mit UV-Strahlung vorgehärteten Formteiles in Luft bei einer vorgegebenen Stabilisierungstemperatur, bis sämtliche flüchtigen Bestandteile aus dem vorgefertigten Formteil ausgegast sind, und anschließende Hochtemperaturbehandlung des Formteiles zum Carbonisieren oder Graphitieren in einem Ofen unter Schutzgas.
The invention relates to a process for simple production of moulded articles from carbon or graphite by 3D printing. This is achieved by producing a free-flowing polymer mixture from a UV-transparent and polymerizable polymer or cellulose and a UV-crosslinkable resin, and wherein sugar and/or cellulose is mixed into the polymeric mixture until the mixture has such a consistency that it can be introduced into and processed by a 3D printer, and homogenizing the mixture at room temperature, or elevated temperature up to about 60°C, filling a 3D printer with the mixture, and layer-by-layer printing of a moulded article with the 3D printer under the simultaneous action of UV radiation for layer-by-layer crosslinking of the UV-crosslinkable resin, cleaning the moulded article, introducing the UV-precured moulded article into an oven and stabilizing the UV-precured moulded article in air at a defined stabilization temperature until all the volatile constituents have outgassed from the prefabricated moulded article, followed by high-temperature treatment of the moulded article for carbonization or graphitization in an oven under protective gas.
L'invention concerne un procédé de fabrication simple de pièces moulées en carbone ou en graphite par impression 3D. À cet effet, le procédé consiste à préparer un mélange polymère fluide à partir d'un polymère ou de cellulose, perméable au rayonnement UV et polymérisable, ainsi que d'une résine réticulable par rayonnement UV ; à ajouter du sucre et/ou de la cellulose au mélange polymère jusqu'à ce que le mélange présente une consistance souhaitée pour pouvoir être introduit dans une imprimante 3D et traité par celle-ci ; à homogénéiser le mélange à température ambiante, ou à une température élevée allant jusqu'à environ 60 °C ; à remplir une imprimante 3D avec le mélange ; à effectuer une impression par couches d'une pièce moulée avec l'imprimante 3D avec l'action simultanée d'un rayonnement UV pour la réticulation par couches de la résine réticulable par rayonnement UV ; à nettoyer la pièce moulée ; à introduire la pièce moulée prédurcie au moyen d'un rayonnement UV dans un four et à stabiliser la pièce moulée prédurcie au moyen d'un rayonnement UV dans l'air à une température de stabilisation prédéterminée, jusqu'à ce que tous les composants volatils soient dégazés de la pièce moulée préfabriquée, puis à appliquer un traitement à haute température de la pièce moulée pour la carbonisation ou la graphitisation dans un four sous gaz protecteur.
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON FORMTEILEN AUS CARBON ODER GRAPHIT MITTELS 3D-DRUCK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum einfachen Herstellen von Formteilen aus Carbon oder Graphit mittels 3D-Druck. Erreicht wird das durch Herstellen einer fließfähigen polymeren Mischung aus einem für UV-Strahlung durchlässigen und polymerisierbaren Polymer oder Zellulose sowie einem durch UV-Strahlung vernetzbaren Harz 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, oder erhöhter Temperatur bis ca. 60 °C, Befüllen eines 3D-Druckers mit der Mischung, und schicht- weises Drucken eines Formteiles mit dem 3D-Drucker unter gleichzeitiger Einwirkung von UV-Strahlung zum schichtweisen Vernetzen des durch UV-Strahlung vernetzbaren Harzes, Reinigen des Formteiles, Einbringen des mit UV-Strahlung vorgehärteten Formteiles in einen Ofen und Stabilisieren des mit UV-Strahlung vorgehärteten Formteiles in Luft bei einer vorgegebenen Stabilisierungstemperatur, bis sämtliche flüchtigen Bestandteile aus dem vorgefertigten Formteil ausgegast sind, und anschließende Hochtemperaturbehandlung des Formteiles zum Carbonisieren oder Graphitieren in einem Ofen unter Schutzgas.
The invention relates to a process for simple production of moulded articles from carbon or graphite by 3D printing. This is achieved by producing a free-flowing polymer mixture from a UV-transparent and polymerizable polymer or cellulose and a UV-crosslinkable resin, and wherein sugar and/or cellulose is mixed into the polymeric mixture until the mixture has such a consistency that it can be introduced into and processed by a 3D printer, and homogenizing the mixture at room temperature, or elevated temperature up to about 60°C, filling a 3D printer with the mixture, and layer-by-layer printing of a moulded article with the 3D printer under the simultaneous action of UV radiation for layer-by-layer crosslinking of the UV-crosslinkable resin, cleaning the moulded article, introducing the UV-precured moulded article into an oven and stabilizing the UV-precured moulded article in air at a defined stabilization temperature until all the volatile constituents have outgassed from the prefabricated moulded article, followed by high-temperature treatment of the moulded article for carbonization or graphitization in an oven under protective gas.
L'invention concerne un procédé de fabrication simple de pièces moulées en carbone ou en graphite par impression 3D. À cet effet, le procédé consiste à préparer un mélange polymère fluide à partir d'un polymère ou de cellulose, perméable au rayonnement UV et polymérisable, ainsi que d'une résine réticulable par rayonnement UV ; à ajouter du sucre et/ou de la cellulose au mélange polymère jusqu'à ce que le mélange présente une consistance souhaitée pour pouvoir être introduit dans une imprimante 3D et traité par celle-ci ; à homogénéiser le mélange à température ambiante, ou à une température élevée allant jusqu'à environ 60 °C ; à remplir une imprimante 3D avec le mélange ; à effectuer une impression par couches d'une pièce moulée avec l'imprimante 3D avec l'action simultanée d'un rayonnement UV pour la réticulation par couches de la résine réticulable par rayonnement UV ; à nettoyer la pièce moulée ; à introduire la pièce moulée prédurcie au moyen d'un rayonnement UV dans un four et à stabiliser la pièce moulée prédurcie au moyen d'un rayonnement UV dans l'air à une température de stabilisation prédéterminée, jusqu'à ce que tous les composants volatils soient dégazés de la pièce moulée préfabriquée, puis à appliquer un traitement à haute température de la pièce moulée pour la carbonisation ou la graphitisation dans un four sous gaz protecteur.
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON FORMTEILEN AUS CARBON ODER GRAPHIT MITTELS 3D-DRUCK
PROCESS FOR PRODUCING MOULDED ARTICLES FROM CARBON OR GRAPHITE BY 3D PRINTING
PROCÉDÉ DE FABRICATION DE PIÈCES MOULÉES EN CARBONE OU GRAPHITE PAR IMPRESSION 3D
KORNMEYER TORSTEN (author) / KLEIN DAVID (author) / GERADS MICHAEL (author)
2023-01-12
Patent
Electronic Resource
German
IPC:
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
/
B29C
Formen oder Verbinden von Kunststoffen
,
SHAPING OR JOINING OF PLASTICS
/
C04B
Kalk
,
LIME
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON FORMTEILEN AUS CARBON ODER GRAPHIT MITTELS 3D-DRUCK
| European Patent Office | 2024
Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Karbon oder Graphit mittels 3D-Druck
| European Patent Office | 2023
VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON GRAPHITIERTEN FORMTEILEN MITTELS 3D-DRUCK
| European Patent Office | 2024
| European Patent Office | 2019