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1. (WO2012175209) METHOD FOR PRODUCING A HOUSING STRUCTURE AT LEAST PARTIALLY ENCLOSING AT LEAST ONE COMPONENT AND HOUSING STRUCTURE PRODUCED BY SAID METHOD
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Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umschließenden Gehäusestruktur, wobei die Gehäusestruktur im Rahmen eines durch wiederholtes schichtweises Abscheiden und/oder Verfestigen von Material geprägten Bauprozesses hergestellt wird, der vor Fertigstellung der

Gehäusestruktur wenigstens einmalig unterbrochen wird, und während der einen Unterbrechung an oder in die teilgefertigte Gehäusestruktur die wenigstens eine Komponente gefügt wird, die nicht mit dem Bauprozess hergestellt ist, und im

Anschluss an die eine Unterbrechung der Bauprozess fortgesetzt wird, bis das Gehäuse, das die wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umfasst, fertig gestellt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass als die wenigstens eine an oder in die

Gehäusestruktur zu fügende Komponente ein zumindest teilweise aus einem

Wandlerwerkstoff bestehendes Aktor- und/oder Sensorelement gewählt wird und dass während und/oder nach dem Bauprozess Teilbereiche der sich ausbildenden oder ausgebildeten Gehäusestruktur lokal erwärmt oder gekühlt werden zur

Initiierung einer thermomechanischen Schrumpfung der die wenigstens eine

Komponente zumindest teilweise umfassenden Gehäusestruktur derart, dass eine mechanische Vorspannung von Seiten der Gehäusestruktur auf das eingehauste Aktor- und/oder Sensorelement wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Bauprozess im Rahmen eines generativen Fertigungsverfahrens durchgeführt wird, bei dem pulverförmiges Material

schichtweise auf eine Arbeitsebene aufgebracht und mittels selektiven Lasersintern verfestigt wird, bei dem zur Initiierung der thermomechanischen Schrumpfung der die wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umfassenden Gehäusestruktur, die Geschwindigkeit variiert wird, mit der jeweils eine schichtförmige Materialschicht aus pulverförmigen Material innerhalb einer Arbeitsebene aufgebracht wird und eine nachfolgende Aufschmelzung der pulverförmigen Materialschicht erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der Bauprozess im Rahmen eines generativen Fertigungsverfahrens durchgeführt wird, bei dem pulverförmiges Material

schichtweise auf eine Arbeitsebene aufgebracht und mittels selektiven Lasersintern, selektiven Austragen eines Bindemittels oder mittels eines

Energiestrahldepositionsverfahrens verfestigt wird, bei dem zur Initiierung der thermomechanischen Schrumpfung der die wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umfassenden Gehäusestruktur, wenigstens eine Wärmequelle eingesetzt wird, durch die die Gehäusestruktur erwärmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmequelle eine Heizung verwendet wird, die in einer Bauplattform integriert ist, auf der die Gehäusestruktur im Wege des

Bauprozesses schichtweise ausgebildet wird, und/oder

dass als Wärmequelle eine Wärmestrahlen emittierende Quelle verwendet wird, die zumindest Teilbereiche der Gehäusestruktur mit Wärmestrahlen beaufschlagt, und/oder

dass im Falle einer aus elektrisch leitendem Material bestehenden Gehäusestruktur als Wärmequelle eine Induktionsheizung verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass als pulverförmiges Material ein Metall oder eine Metalllegierung verwendet wird, das eine Phasenumwandlung bei Unterschreiten einer Phasenumwandlungstemperatur von einem kubisch flächenzentriertem

Austenit in ein kubisch raumzentrierten Martensit derart vollzieht, so dass das Material während des Bauprozesses über der Phasenumwandlungstemperatur liegt und dass nach Abschluss des Bauprozesses die Gerüststruktur unter die

Phasenumwandlungstemperatur abgekühlt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass als pulverförmiges Material eine Nickel-Titan-Legierung gewählt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusestruktur derart ausgebildet wird, dass die Gehäusestruktur zumindest bereichsweise eine elastisch verformbare

Gehäusewand aufweist, längs der zumindest abschnittsweise wenigstens eine mit der Gehäusewand verbundene Hohlleitung verläuft, und

dass die Hohlleitung fluiddicht mit einem Zu- und Abfluss verbunden ist, über die ein Medium durch die Hohlleitung strömt.

8. Verfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zu- und Abfluss in einer Bauplattform integriert werden, auf der die Gehäusestruktur schichtweise aufgebaut wird, und

dass das Medium derart gewählt wird, dass die elastisch verformbare Gehäusewand während des weiteren Bauprozesses eine Streckung und/oder nach Abschluss des Bauprozesses eine Stauchung erfährt.

9. Verfahren zur Herstellung einer wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umschließenden Gehäusestruktur, wobei die Gehäusestruktur im Rahmen eines durch wiederholtes schichtweises Abscheiden und/oder Verfestigen von Material geprägten Bauprozesses hergestellt wird, der vor Fertigstellung der Gehäusestruktur wenigstens einmalig unterbrochen wird, und während der einen Unterbrechung an oder in die teilgefertigte Gehäusestruktur die wenigstens eine Komponente gefügt wird, die nicht mit dem Bauprozess hergestellt ist, und im Anschluss an die eine Unterbrechung der Bauprozess fortgesetzt wird, bis das Gehäuse, das die wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umfasst, fertig gestellt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass als die wenigstens eine an oder in die

Gehäusestruktur zu fügende Komponente ein zumindest teilweise aus einem

Wandlerwerkstoff bestehendes Aktor- und/oder Sensorelement gewählt wird, dass die Gehäusestruktur derart ausgebildet wird, dass die Gehäusestruktur zumindest bereichsweise eine elastisch verformbare Gehäusewand aufweist, dass im Anschluss an die eine Unterbrechung ein mechanischer Zwang auf die Gehäusestruktur derart einwirkt, so dass die elastisch verformbare Gehäusewand gestreckt wird, und dass nach Fertigstellung der Gehäusestruktur der mechanische Zwang entfernt und die Streckung der elastisch verformbare Gehäusewand durch eine materialinhärent wirkende, elastische Rückstellkraft zumindest teilweise reduziert wird, so dass eine mechanische Vorspannung von Seiten der

Gehäusestruktur auf das eingehauste Aktor- und/oder Sensorelement wirkt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch verformbare Gehäusewand

faltenbalgartig ausgebildet ist und/oder

dass die elastisch verformbare Gehäusewand über eine materialinhärente Elastizität verfügt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Zwang durch eine an die

Gehäusestruktur angreifende externe Kraft erzeugt wird, die mit Hilfe einer seitlich an die faltenbalgartige Gehäusewand wirkenden Druckkraft und/oder mittels einer in Faltenrichtung wirkenden Zugkraft auf die Gehäusestruktur einwirkt.

12. Verfahren zur Herstellung einer wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umschließenden Gehäusestruktur, wobei die Gehäusestruktur im Rahmen eines durch wiederholtes schichtweises Abscheiden und/oder Verfestigen von Material geprägten Bauprozesses hergestellt wird, der vor Fertigstellung der

Gehäusestruktur wenigstens einmalig unterbrochen wird, und während der einen Unterbrechung an oder in die teilgefertigte Gehäusestruktur die wenigstens eine Komponente gefügt wird, die nicht mit dem Bauprozess hergestellt ist, und im

Anschluss an die eine Unterbrechung der Bauprozess fortgesetzt wird, bis das Gehäuse, das die wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umfasst, fertig gestellt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass als die wenigstens eine an oder in die

Gehäusestruktur zu fügende Komponente ein zumindest teilweise aus einem piezoelektrischen Wandlerwerkstoff bestehendes Aktor- und/oder Sensorelement gewählt wird,

dass der piezoelektrische Wandlerwerkstoff vor der Implementierung in die teilgefertigte Gehäusestruktur erwärmt wird, so dass der piezoelektrische Werkstoff keine nennenswerte remanente Polarisierung aufweist,

dass das zumindest teilweise aus dem piezoelektrischen Wandlerwerkstoff bestehende Aktor- und/oder Sensorelement nach Fertigstellung des Bauprozesses einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, das zur Polarisierung des piezoelektrischen Wandlerwerkstoffes und zu dessen Ausdehnung führt, die eine mechanische

Vorspannung von Seiten der Gehäusestruktur auf das eingehauste Aktor- und/oder Sensorelement bewirkt.

13. Verfahren zur Herstellung einer wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umschließenden Gehäusestruktur, wobei die Gehäusestruktur im Rahmen eines durch wiederholtes schichtweises Abscheiden und/oder Verfestigen von Material geprägten Bauprozesses hergestellt wird, der vor Fertigstellung der

Gehäusestruktur wenigstens einmalig unterbrochen wird, und während der einen Unterbrechung an oder in die teilgefertigte Gehäusestruktur die wenigstens eine Komponente gefügt wird, die nicht mit dem Bauprozess hergestellt ist, und im

Anschluss an die eine Unterbrechung der Bauprozess fortgesetzt wird, bis das Gehäuse, das die wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umfasst, fertig gestellt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass als die wenigstens eine an oder in die

Gehäusestruktur zu fügende Komponente ein zumindest teilweise aus einem

Wandlerwerkstoff bestehendes Aktor- und/oder Sensorelement gewählt wird,

dass das Aktor- und/oder Sensorelement nach der Implementierung in die teilgefertigte Gehäusestruktur einem mechanischem Zwang ausgesetzt wird, durch den das Aktor- und/oder Sensorelement eine Längenverkürzung erfährt, und dass das Aktor- und/oder Sensorelement in diesem verkürzten Längenzustand von der Gehäusestruktur zumindest teilweise umfasst wird und hierdurch eine mechanische Vorspannung von Seiten der Gehäusestruktur erfährt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass während der Unterbrechung an der teilgefertigten Gehäusestruktur eine Manipulation vorgenommen wird, die im Rahmen des

Bauprozesses nicht durchführbar ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach der Unterbrechung des Bauprozesses und vor Fertigstellung der Gehäusestruktur wenigstens eine weitere Unterbrechung des Bauprozesses vorgenommen wird, während der an oder in die teilgefertigte Gehäusestruktur wenigstens eine weitere Komponente gefügt wird und/oder an der teilgefertigten Gehäusestruktur eine Manipulation vorgenommen wird, die im

Rahmen des Bauprozesses nicht durchführbar ist, und dass nachfolgend der Bauprozess fortgeführt wird.

16. Verfahren nach einem er Ansprüche 1 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Komponente Stoff- oder formschlüssig oder mittels adhäsiver Fügung mit der Gehäusestruktur gefügt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,

dadurch gekennzeichnet, dass als Manipulation, die im Rahmen des Bauprozesses nicht durchführbar ist, eine mechanische, thermische, chemische und/oder physikalische Oberflächenbearbeitung an der teilgefertigten Gehäusestruktur vorgenommen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbearbeitung wenigstens eine der folgenden Maßnahmen umfassen:

mechanische Oberflächenbearbeitung: Fräsen, Bohren, Schleifen, Polieren,

Schneiden

thermische Oberflächenbearbeitung: konvektive Wärmeeinwirkung,

Strahlungswärme,

chemische Oberflächenbearbeitung: Ätzen, galvanisches Abscheiden physikalische Oberflächenbearbeitung: Beschichtungsverfahren durch Aufdampfen oder Sputtern; elektroabrasive Materialabtragung.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,

dadurch gekennzeichnet, der Bauprozess im Rahmen eines generativen

Fertigungsverfahren durchgeführt wird, und

dass die Gehäusestruktur nach Form und Größe als CAD-Datensatz vorliegt, der dem generativen Fertigungsverfahren in einer der folgenden Art als

Fertigungsparameter zuführbar ist:

Rapid Prototyping mittels Photolithographischem Verfahren

Photopolymerisation durch schichtweises Aushärten aus einem

Flüssigkeitsbad

Schichtweises Auftragen und Verfestigen von Pulverschichten

Schichtweises Austragen eines Bindemittels in einen Pulververbund

Energiestrahldepositionsverfahren in Metallpulver

Kunststoffextrudertechnik (FDM, Fused Deposition Modeling).

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19,

dadurch gekennzeichnet, dass der Bauprozess derart durchgeführt wird, dass die Gehäusestruktur die wenigstens eine Komponente einstückig und hermetisch umschließt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20,

dadurch gekennzeichnet, dass der Wandlerwerkstoff aus einem piezoelektrischem, polykristallinem Material besteht

22. Gehäusestruktur, die wenigstens eine Komponente zumindest teilweise umschließt, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass als die wenigstens eine an oder in die

Gehäusestruktur zu fügende Komponente ein zumindest teilweise aus einem

Wandlerwerkstoff bestehendes Aktor- und/oder Sensorelement ist, und

dass die Gehäusestruktur die wenigstens eine Komponente monolithisch umfasst, und dass die wenigstens eine Komponente mit der Gehäusestruktur form- oder stoffschlüssig oder mittels adhäsivem Haftvermittler gefügt ist.

23. Gehäusestruktur nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusestruktur die wenigstens eine

Komponente hermetisch umfasst.

24. Gehäusestruktur nach Anspruch 22 oder 23,

dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusestruktur wenigstens eine auslenkbare Gehäusewand aufweist, an deren Gehäuseinnenwand die wenigstens eine

Komponente gefügt ist, und dass die Gehäusestruktur ein Gegenlager aufweist, an dem sich ein Spannmittel abstützt, das einseitig mit der auslenkbaren Gehäusewand in Wirkverbindung bringbar ist.

25. Gehäusestruktur nach einem der Ansprüche 22 bis 24,

dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Komponente vorgesehen ist, die aus einem Material gefertigt ist, das härter als das Material ist, aus dem die Gehäusestruktur besteht, und

dass die weitere Komponente einen in das Gehäuseinnere ragenden Abschnitt aufweist, der mit der wenigstens einen Komponente zumindest in Kontakt steht, sowie einen außerhalb der Gehäusestruktur ragenden Abschnitt aufweist, der eine Befestigungsstruktur aufweist.

26. Gehäusestruktur nach Anspruch 22 oder 23

dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusestruktur zumindest in Teilbereichen eine elastisch verformbar ausgebildete Gehäusewand aufweist, die längs einer

Raumachse biaxial auslenkbar ist, dass das Aktor- und/oder Sensorelement eine aktorische und/oder sensorische Wirkrichtung aufweist, die parallel zu der

Raumachse orientiert ist, längs der das Aktor- und/oder Sensorelement eine mechanische Vorspannung von Seiten der Gehäusestruktur erfährt.