[发明专利]从可固化材料生成式制备成型体

说明书

本发明涉及由可固化材料、特别是由矿物粘结剂组合物制备成型体的方法，其中在生成式方法中、特别是在生成式自由空间法中，通过在至少一个空间方向上可移动的打印头分层施加可固化材料，并且其中可固化材料的施加速率和可固化材料的强度随时间的发展彼此协调。

技术领域

本发明涉及由可固化材料(特别是由矿物粘结剂组合物)制备成型体的方法，其中在生成式(generativen)方法中(特别是在生成式自由空间法中)通过在至少一个空间方向上可移动的打印头分层施加可固化材料。本发明的另一方面涉及由可固化材料生成式制备成型体的装置，以及这种装置用于由矿物粘结剂或矿物粘结剂组合物(特别是混凝土组合物和/或砂浆组合物)制备成型体的用途。

背景技术

通过生成式制造方法制备成型体在所有技术领域中变得越来越重要。术语“生成式制造方法”或“生成式制造”在此表示通过材料的有目的地空间沉积、涂覆和/或凝固来生产空间制品或成型体的方法。

材料的沉积、涂覆和/或凝固在此特别根据待生产制品的数据模型并且特别逐层或分层地进行。每种制品在生成式制造方法中通常由一个或多个层制得。通常使用无定形材料(例如液体、粉末、颗粒等)和/或形状中性材料(例如带、丝)制造制品，这些材料特别经受化学和/或物理过程(例如熔化、聚合、烧结、固化)。生成式制造方法也被称为“增材制造方法”、“增材制造”或“3D打印”。

WO 2016/095888 A1(Voxeljet AG)描述了例如借助于层构造技术制备三维成型体的方法。成型体可以例如用作铸模(特别是用于混凝土浇注方法或聚合物浇注方法)或用作雕塑品或嵌入元件。在此，通过涂布机将颗粒状构造材料以一定层厚度施加在构造区域上，并且通过打印头将粘结剂液体选择性地施加在构造材料上，其中粘结剂液体由于引入颗粒的活化剂而聚合。然后使构造区域以所述层厚度降低或者使涂布机以所述层厚度升高，并且以相同方式制备另外的层，直到生产出所需的成型体。尽管这种基于粉末床的打印方法适用于某些应用，但它们通常相对复杂并且限于特定材料。

在建筑领域，一段时间以来同样尝试使用生成式方法制备几何要求严格的部件，例如混凝土元件。虽然这在一定程度上是可能的。但是混凝土混合物的物理性质和化学性质使得由混凝土生成式制备成型体非常困难。由于固化过程中的动力学和混凝土组合物的触变性质，用生成式制备方法制备混凝土元件的速率特别受到强烈限制。

因此还需要一种尽可能克服上述缺点的新颖且改进的方案。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于针对性制备成型体的改进方法。所述方法特别应当能够有效、可靠且尽可能迅速地由可固化材料(特别是矿物粘结剂组合物)制备成型体。如果可能的话，这不会影响成型体的品质或强度。还希望提供能够有效实现该目的的相应装置。

出人意料地发现，通过根据权利要求1所述的由可固化材料制备成型体的方法可以实现根据本发明的方法方面的目的。

因此该解决方案在于：由可固化材料(特别是由矿物粘结剂组合物)制备成型体的方法，其中在生成式方法中(特别是在生成式自由空间法中)通过在至少一个空间方向上可移动的打印头分层施加可固化材料，并且其中可固化材料的施加速率和可固化材料的强度随时间的发展彼此协调。

正如已经发现的，可以通过根据本发明的方法以可靠的方式并且以最少的时间需求从可固化材料制备成型体。所述方法也是普遍适用的，并且可以根据需要使用各种可固化材料(例如热固性塑料或矿物粘结剂组合物)进行。

出人意料地还发现，由于根据本发明的方法，制得的成型体的品质在许多情况下可以得到改进。不希望受理论束缚，认为这归因于根据本发明的可固化材料的施加速率和强度随时间的发展这二者的协调。这使得特别可以整体改进成型体的强度和品质。