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Verfahren zur Herstellung von Siliconelastomerteilen mit erhöhter Druckqualität

IP.com Disclosure Number: IPCOM000248015D
Publication Date: 2016-Oct-18

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein generatives 3D-Druck-Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Siliconelastomeren, dadurch charakterisiert, dass der elastomere Formkörper schrittweise aufgebaut wird, indem wiederholt Portionen der vernetzbaren Siliconmasse präzise platziert und mittels elektromagnetischer Strahlung vernetzt werden. Auftretende Ladungen auf der Oberfläche der Druckmasse werden dabei über ein Ionisationssystem neutralisiert.

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Verfahren zur Herstellung von Siliconelastomerteilen mit erhöhter Druckqualität

Die Erfindung betrifft ein generatives 3D-Druck-Verfahren zur Herstellung von elastomeren Formteilen aus Strahlungs-

vernetzenden Siliconmassen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der elastomere Formkörper schrittweise aufgebaut wird, indem wiederholt Portionen der vernetzbaren Siliconelastomer- Druckmasse präzise platziert und mittels elektromagnetischer Strahlung vernetzt werden. Auftretende Ladungen auf der

Oberfläche der Druckmasse werden dabei über ein Ionisationssystem neutralisiert.

Stand der Technik


Für die Herstellung von elastomeren Formteilen ausgehend von

vernetzbaren Siliconkautschukmassen stehen zahlreiche Verarbeitungsverfahren zur Verfügung. Je nach Konsistenz und Vernetzungsmechanismus der Siliconelastomermasse kann die Herstellung von Formteilen z.B. im Spritzguss, im Pressformverfahren, im Extrusionsverfahren, Vergießen, etc.

erfolgen. Die Eigenschaften des gebildeten Siliconformteils (Härte, Reißfestigkeit, Dehnbarkeit, Farbe etc.) werden im Wesentlichen durch die stoffliche Zusammensetzung der vernetzbaren Siliconkautschukmasse (ferner durch die Verarbeitungsbedingungen wie Druck und Temperatur) bestimmt,

d.h., diese Verfahren liefern typischerweise bzgl. der mechanischen und optischen Eigenschaften weitgehend isotrope Siliconformteile in hoher Stückzahl.

Die bestehenden Verfahren stoßen jedoch zunehmend an ihre

Grenzen, wenn Siliconformteile komplexerer Geometrie, unterschiedlicher Materialzusammensetzung und/oder variabler Eigenschaftsprofile benötigt werden. Die Herstellung dafür

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geeigneter z.B. Spritzgussformen wird zunehmend aufwändiger und teurer oder ist prinzipell nicht möglich. Derartige Anforderungsprofile bestehen beispielsweise auf dem Gebiet der Exo- und Endoprothesen und insbesondere Epithesen (z.B. künstliche Ohrmuschel, deren weichere und härtere Stellen

(Haut, Knorpel) kontinuierlich ineinander übergehen). Auch können sehr komplexe Strukturen, wie die aus der Bionik bekannten, mittels der herkömmlichen Verarbeitungsverfahren nicht realisiert werden. Der allgemeine Trend hin zur Individualisierung und individuellen Anpassung von

Gebrauchsartikeln bedingt zudem kleinere Stückzahlen, wodurch die Effizienz konventioneller Verfahren nicht mehr gegeben ist. Gleiches gilt für die Herstellung von Prototypen.

Ein zunehmend an Bedeutung gewinnendes Verfahren zur

Herstellung von Formteilen ist das Generative

Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing; 3D-Druck Verfahren), welches zahlreiche unterschiedliche Techniken umfasst, denen ein automatisierter additiver Schichtaufbau des Formteils gemeinsam ist (A. Gebhardt, Generative

Fertigungsverfahren, Carl Hanser Verlag, München 2013). Voraussetzung aller generativen Herstellverfahren ist die Darstellung der Geometrie sowie ggf. weiterer Eigenschaften (Farbe, Materialzusammensetzung) des ge...