DE102021124991A1

DE102021124991A1 - Mikroschweissen unter verwendung eines dreidimensionalen druckers

Info

Publication number: DE102021124991A1
Application number: DE102021124991.0A
Authority: DE
Inventors: Jason M. LeFevre; Douglas K. Herrmann; Paul J. McConville; Chu-heng Liu; Seemit Praharaj
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2020-10-01
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2022-04-07
Also published as: CN114273669A; JP2022059578A; US20220105673A1

Abstract

Ein Verfahren schließt das Erzeugen einer relativen Bewegung zwischen einem ersten Teil und einem dreidimensionalen (3D) Drucker ein. Das Verfahren schließt auch das Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Metalls auf das erste Teil unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers ein. Das flüssige Metall verfestigt sich, um das erste Teil und das zweite Teil miteinander zu verbinden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegenden Lehren beziehen sich im Allgemeinen auf dreidimensionales Drucken (3D-Drucken) und genauer auf Systeme und Verfahren zum Mikroschweißen von zwei oder mehr Teilen miteinander unter Verwendung eines 3D-Druckers.
HINTERGRUND
Wolfram-Schutzgas-Lichtbogenschweißen (gas tungsten arc welding, GTAW), auch als Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen; tungsten inert gas welding (TIG)) oder Mikro-WIG-Schweißen bekannt, ist ein Lichtbogenschweißverfahren, das eine nicht abschmelzende Wolframelektrode verwendet, um die Schweißnaht herzustellen. Der Schweißbereich und die Elektrode werden durch ein inertes Schutzgas (z. B. Argon oder Helium) vor Oxidation oder anderen atmosphärischen Verunreinigungen geschützt und normalerweise wird ein Zusatzmetall verwendet.
GTAW wird am häufigsten für das Schweißen von dünnen Profilen aus rostfreiem Stahl und Nichteisenmetallen wie Aluminium-, Magnesium- und Kupferlegierungen genutzt. Das Verfahren gewährt dem Bediener eine größere Kontrolle über die Schweißung als konkurrierende Verfahren, wie Schutzgasschweißen und Metallschutzgasschweißen, und ermöglicht so stärkere und qualitativ hochwertigere Schweißungen. GTAW ist jedoch vergleichsweise aufwendiger und schwer zu beherrschen und zudem langsamer als die meisten anderen Schweißtechniken (z. B. weniger als 2 cm/Minute).
KURZDARSTELLUNG
Im Folgenden wird eine vereinfachte Kurzdarstellung gegeben, um ein grundlegendes Verständnis einiger Gesichtspunkte einer oder mehrerer Ausführungsformen für die vorliegenden Lehren zu ermöglichen. Diese Kurzdarstellung ist weder ein umfassender Überblick noch ist beabsichtigt, Schlüssel- oder kritische Elemente der vorliegenden Lehren aufzuzeigen oder den Schutzumfang der Offenbarung abzugrenzen. Vielmehr besteht ihr Hauptzweck lediglich darin, ein oder mehrere Konzepte in vereinfachter Form als Einleitung zu der später gegebenen detaillierten Beschreibung darzustellen.
Es wird ein System offenbart. Das System schließt einen dreidimensionalen (3D) Drucker ein, der konfiguriert ist, um ein flüssiges Metall auf ein erstes Teil und ein zweites Teil aufzubringen, während das erste Teil und das zweite Teil miteinander in Kontakt sind. Das flüssige Metall verfestigt sich anschließend, um das erste Teil und das zweite Teil miteinander zu verbinden und eine Baugruppe herzustellen.
In einer anderen Ausführungsform schließt das System einen Greifer ein, der konfiguriert ist, um ein erstes Teil und ein zweites Teil in einer relativen Position in Bezug zueinander zu greifen. Das System schließt auch einen Arm ein, der konfiguriert ist, um den Greifer, das erste Teil und das zweite Teil in drei Dimensionen zu bewegen, während der Greifer das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position in Bezug zueinander hält. Das System schließt auch einen dreidimensionalen (3D) Drucker ein, der konfiguriert ist, Tropfen eines flüssigen Metalls gleichzeitig auf das erste Teil und das zweite Teil aufzubringen, während der Arm den Greifer, das erste und das zweite Teil bewegt. Der 3D-Drucker ist so konfiguriert, dass er die Tropfen des flüssigen Metalls aufbringt, um eine im Wesentlichen kontinuierliche Linie des flüssigen Metalls auf dem ersten Teil und dem zweiten Teil mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 cm/Sekunde bis etwa 25 cm/Sekunde, mit einer Frequenz von etwa 300 Hz bis etwa 700 Hz und mit einem Abstand zwischen den Tropfen von etwa 0,3 mm bis etwa 0,7 mm zu bilden. Die Tropfen des flüssigen Metalls weisen eine durchschnittliche Querschnittslänge von etwa 200 µm bis etwa 500 µm und eine durchschnittliche Masse von etwa 0,10 mg bis etwa 0,30 mg auf. Das flüssige Metall verfestigt sich, um das erste Teil und das zweite Teil miteinander zu verbinden und eine Baugruppe herzustellen.
Weiterhin wird ein Verfahren offenbart. Das Verfahren schließt das Halten eines ersten Teils und eines zweiten Teils in Kontakt miteinander ein. Das Verfahren schließt auch das Bewegen des ersten Teils und des zweiten Teils entlang eines Bewegungspfads ein, während das erste Teil und das zweite Teil miteinander in Kontakt sind. Das Verfahren schließt auch das Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Metalls auf das erste Teil und das zweite Teil unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers, während das erste Teil und das zweite Teil miteinander in Kontakt stehen, ein. Das flüssige Metall verfestigt sich, um das erste Teil und das zweite Teil in der Position miteinander zu verbinden, wodurch eine Baugruppe gebildet wird.
In einer anderen Ausführungsform schließt das Verfahren das Halten eines ersten Teils und eines zweiten Teils in einer relativen Position in Bezug zueinander ein. Das Verfahren schließt auch das Bewegen des ersten Teils und des zweiten Teils entlang eines Bewegungspfads, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden, ein. Das Verfahren schließt auch das Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Metalls auf das erste Teil, das zweite Teil oder beide unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden, ein.
In einer anderen Ausführungsform schließt das Verfahren das Bewegen eines ersten Teils entlang eines Bewegungspfads ein. Das Verfahren schließt auch das Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Metalls auf das erste Teil unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers ein. Die Tropfen des flüssigen Metalls verfestigen sich und bilden ein zweites Teil, das mit dem ersten Teil verbunden ist. Das Verfahren schließt auch das mechanische Verbinden des zweiten Teils mit einem dritten Teil ein.
In einer anderen Ausführungsform schließt das Verfahren das Halten eines ersten Teils und eines zweiten Teils in einer relativen Position in Bezug zueinander, sodass ein Ende des ersten Teils an ein Ende des zweiten Teils angrenzt und diesem zugewandt ist, ein. Das Verfahren schließt auch das Bewegen des ersten Teils und des zweiten Teils entlang eines Bewegungspfads, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden, ein. Das Verfahren schließt auch das Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Metalls auf das erste Teil und das zweite Teil unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden, ein.
In einer anderen Ausführungsform schließt das Verfahren das Halten eines ersten Teils und eines zweiten Teils in einer relativen Position in Bezug zueinander, sodass ein Ende des ersten Teils an ein Ende des zweiten Teils angrenzt und diesem zugewandt ist, ein. Das Verfahren schließt auch das Bewegen des ersten Teils und des zweiten Teils entlang eines Bewegungspfads, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden, ein. Das Verfahren schließt auch das Abscheiden eines ersten und eines zweiten Satzes von Tropfen eines flüssigen Metalls auf dem ersten Teil und dem zweiten Teil unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden, ein. Der erste und der zweite Satz der Tropfen werden in einer ersten Richtung abgeschieden und der erste und der zweite Satz der Tropfen werden in einer zweiten Richtung angeordnet, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Patentschrift integriert sind und einen Teil dieser Patentschrift bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Offenbarung. In den Figuren:

1 stellt eine schematische Querschnittsansicht eines Systems zum Mikroschweißen, einschließlich eines dreidimensionalen (3D) Druckers und eines beweglichen Arms, gemäß einer Ausführungsform, dar.
2 stellt eine schematische perspektivische Ansicht des beweglichen Arms gemäß einer Ausführungsform dar.
3A stellt eine schematische Querschnittsansicht eines Greifers des Arms dar, der zwei Teile ergreift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine Laschen- und Schlitzbaugruppe zu bilden.
3B stellt eine schematische Querschnittsansicht des Greifers dar, der zwei Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine Stumpfstoßbaugruppe zu bilden.
3C stellt eine schematische Querschnittsansicht des Greifers dar, der zwei Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine Überlappstoßbaugruppe zu bilden.
3D stellt eine schematische Querschnittsansicht des Greifers dar, der zwei Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine Eckstoßbaugruppe zu bilden.
3E stellt eine schematische Querschnittsansicht des Greifers dar, der zwei Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine T-Stoßbaugruppe zu bilden.
3F stellt eine schematische Querschnittsansicht des Greifers dar, der zwei Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine Stirnstoßbaugruppe zu bilden.
3G stellt eine schematische Querschnittsansicht des Greifers dar, der zwei Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei Teile mikroschweißen kann und zudem zusätzliches Material auf ein Teil oder beide Teilen abscheiden kann, um gemäß einer Ausführungsform ein drittes Teil zu bilden.
3H stellt eine schematische Querschnittsansicht des Greifers dar, der das erste Teil greift/hält, damit der 3D-Drucker ein zweites Teil auf das erste Teil drucken kann, wobei das zweite Teil konfiguriert ist, um gemäß einer Ausführungsform mechanisch mit einem dritten Teil verbunden zu werden.
Die 4A-4C stellen schematische Querschnittsansichten des Greifers dar, der zwei dicke Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei dicken Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine Stumpfstoßbaugruppe zu bilden. Insbesondere stellt 4A einen ersten Satz Tropfen des flüssigen Metalls dar, die auf den zwei Teilen abgeschieden sind, 4B stellt einen zweiten Satz Tropfen des flüssigen Metalls dar, die auf den zwei Teilen abgeschieden sind, und 4C stellt einen dritten Satz Tropfen des flüssigen Metalls dar, die auf den zwei Teilen abgeschieden sind.
Die 5A-5C stellen schematische perspektivische Ansichten des Greifers dar, der zwei dünne Teile greift/hält, damit der 3D-Drucker die zwei dünnen Teile mikroschweißen kann, um gemäß einer Ausführungsform eine Stumpfstoßbaugruppe zu bilden. Insbesondere stellen die 5A und 5B mehrere Sätze von Tropfen flüssigen Metalls dar, die in einer ersten Reihenfolge abgeschieden werden, und 5C stellt mehrere Sätze von Tropfen flüssigen Metalls dar, die in einer zweiten, anderen Reihenfolge abgeschieden werden.
6 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum miteinander verbinden (z. B. Mikroschweißen) von zwei oder mehr Teilen gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun ausführlich auf beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Lehren Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer dies möglich ist, werden in den Zeichnungen dieselben Bezugsnummern verwendet, um auf gleiche, ähnliche oder gleichartige Teile zu verweisen.
1 stellt eine schematische Querschnittsansicht eines Systems 100 zum miteinander verbinden (z. B. Mikroschweißen) zweier Teile gemäß einer Ausführungsform dar. Das System 100 kann einen 3D-Drucker 105 einschließen. Der 3D-Drucker 105 kann ein magnetohydrodynamischer (MHD) Drucker sein oder einen solchen einschließen, der geeignet ist, flüssiges Metall und seine Legierungen Schicht für Schicht auszustoßen, um ein metallisches 3D-Objekt zu bilden. Wie nachstehend beschrieben, kann der 3D-Drucker 105 auch oder stattdessen konfiguriert sein, um das flüssige Metall und seine Legierungen auszustoßen, um zwei oder mehr Teile miteinander zu verbinden (z. B. Mikroschweißen). Somit kann das 3D-Metallobjekt ein Schweißmaterial sein oder einschließen, das verwendet wird, um zwei oder mehr Teile miteinander zu verbinden (z. B. Mikroschweißen).
Der 3D-Drucker 105 kann ein Gehäuse 110 einschließen. Das Gehäuse 110 kann einen unteren Block 112 und einen oberen Block 114 einschließen. Der untere Block 112 und/oder der obere Block 114 können ein inneres Volumen (auch als Atmosphäre bezeichnet) definieren. Wie nachstehend beschrieben, kann ein Kühlfluid (z. B. Wasser) durch das Innenvolumen zirkulieren, um den 3D-Drucker 105 während Druckvorgängen zu kühlen. Der 3D-Drucker 105 kann auch eine Frontplatte 116 einschließen, die auf einer dem oberen Block 114 gegenüberliegenden Seite des unteren Blocks 112 positioniert ist. Die Frontplatte 116 kann aus einem keramischen Material bestehen.
Der 3D-Drucker 105 kann auch einen Auswerfer (auch als Tiegelhülse bezeichnet) 120 einschließen. Wie gezeigt, kann der Auswerfer 120 mindestens teilweise innerhalb des Innenvolumens des Gehäuses 110 positioniert sein. In anderen Ausführungsformen kann der Auswerfer 120 außerhalb des Gehäuses 110 positioniert sein. Der Auswerfer 120 kann aus Bornitrid bestehen. Der Auswerfer 120 kann auch ein Innenvolumen (auch als Hohlraum bezeichnet) definieren. In dieses Innenvolumen des Auswerfers 120 kann ein Gas, wie Argon oder Stickstoff, eingeleitet werden. Der Auswerfer 120 kann auch eine Düse 122 einschließen, die sich durch den unteren Block 112, die Frontplatte 116 oder beide erstrecken kann.
Der 3D-Drucker 105 kann auch eine Kappe 124 einschließen, die mindestens teilweise innerhalb des Innenvolumens des Gehäuses 110 positioniert ist. Zum Beispiel kann die Kappe 124 mindestens teilweise zwischen dem oberen Block 114 und dem Auswerfer 120 positioniert sein.
Der 3D-Drucker 105 kann auch eine Durchführung 126 einschließen, die sich durch den oberen Block 114 und/oder die Kappe 124 in das Innenvolumen des Auswerfers 120 erstreckt. Wie gezeigt, kann ein Druckmaterial 130 durch die Durchführung 126 in das Innenvolumen des Auswerfers 120 eingeleitet werden. Das Druckmaterial 130 kann ein Metall, ein Polymer oder dergleichen sein oder einschließen. Zum Beispiel kann das Druckmaterial 130 Aluminium (z. B. 4008/356, 6061, 7075 usw.), Kupfer, Stahl, Zinklegierungen, Nickellegierungen oder dergleichen sein oder einschließen. In dem in 1 gezeigten Beispiel kann das Druckmaterial 130 Aluminium sein oder einschließen (z. B. eine Spule aus Aluminiumdraht).
Der 3D-Drucker 105 kann auch ein oder mehrere Heizelemente 140 einschließen. Die Heizelemente 140 können Graphitwendeln sein oder einschließen. Wie gezeigt, können die Heizelemente 140 mindestens teilweise innerhalb des Innenvolumens des Gehäuses 110 und mindestens teilweise außerhalb des Auswerfers 120 (z. B. rund um diesen herum) positioniert sein. In anderen Ausführungsformen können die Heizelemente 140 außerhalb des Gehäuses 110 positioniert sein. Die Heizelemente 140 sind konfiguriert, um das Druckmaterial 130 zu schmelzen, wodurch das Druckmaterial 130 innerhalb des Innenvolumens des Auswerfers 120 von einem festen Material in ein flüssiges Material (z. B. flüssiges Aluminium) 132 umgewandelt wird.
Der 3D-Drucker 105 kann auch einen Schmelzhöhensensor 142 einschließen. Der Schmelzhöhensensor 142 kann über dem oberen Block 114 positioniert sein und kann konfiguriert sein, um eine Höhe und/oder ein Volumen des flüssigen Metalls 132 innerhalb des Auswerfers 120 (z. B. unter Verwendung eines Lasers) zu messen.
Der 3D-Drucker 105 kann auch eine oder mehrere Metallspulen 150 einschließen, die mindestens teilweise um den Auswerfer 120 gewickelt sind. Eine Stromquelle kann mit den Spulen 150 gekoppelt und konfiguriert sein, um diesen einen elektrischen Strom bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann die Stromquelle konfiguriert sein, um den Spulen 150 ein stufenförmiges Gleichstrom-Spannungsprofil (DC-Spannungsprofil) (z. B. Spannungsimpulse) bereitzustellen, das ein zunehmendes Magnetfeld erzeugen kann. Das zunehmende Magnetfeld kann eine elektromotorische Kraft innerhalb des Auswerfers 120 verursachen, die wiederum einen induzierten elektrischen Strom in dem flüssigen Metall 132 verursacht. Das Magnetfeld und der induzierte elektrische Strom im flüssigen Metall 132 können eine radial nach innen gerichtete Kraft auf das flüssige Metall 132 erzeugen, die als Lorenzkraft bekannt ist. Die Lorenzkraft erzeugt einen Druck an einem Einlass der Düse 122. Durch den Druck wird das flüssige Metall 132 in Form eines oder mehrerer Tropfen 134 durch die Düse 122 ausgestoßen.
Der 3D-Drucker 105 kann auch eine Hülse 160 einschließen, die mindestens teilweise innerhalb des Innenvolumens des Gehäuses 110 positioniert ist. Die Hülse 160 kann eine vergoldete Quarzhülse sein oder einschließen, die mindestens teilweise (z. B. radial) zwischen dem Auswerfer 120 und den Spulen 150 positioniert ist. In mindestens einer Ausführungsform kann sich ein Schutzgas, wie Argon oder Stickstoff, zwischen dem Auswerfer 120 und der Hülse 160 befinden.
Das System 100 kann auch einen beweglichen Arm 200 einschließen. Der Arm 200 kann mindestens teilweise über oder unter dem 3D-Drucker 105 positioniert sein. Zum Beispiel kann der Arm 200 mindestens teilweise über oder unter der Düse 122 positioniert sein. Der Arm 200 kann einen Greifer (auch als Halterung bezeichnet) 250 einschließen, der dazu konfiguriert ist, zwei oder mehr Teile zu halten, während der 3D-Drucker 105 diese miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt), wie nachstehend erörtert. Der Arm 200 kann den Greifer relativ zur Düse 122 positionieren (z. B. über oder unter der Düse 122). Der Arm 200 kann konfiguriert sein, um den Greifer 250 und die zwei oder mehr Teile darin in einer, zwei oder drei Dimensionen zu bewegen. Der Arm 200 kann auch oder stattdessen konfiguriert sein, um den Greifer 250 und die zwei oder mehr Teile darin in einer, zwei oder drei Dimensionen zu schwenken oder zu drehen. In einer Ausführungsform können der Arm 200 und/oder der Greifer 250 eine Heizvorrichtung 252 aufweisen, die daran gekoppelt und/oder darin positioniert ist.
Das System 100 kann auch ein Rechensystem 170 einschließen, das konfiguriert sein kann, um den 3D-Drucker 105, den Arm 200 oder beide zu steuern. Zum Beispiel kann das Rechensystem konfiguriert sein, um den Ausstoß der Tropfen 134 aus der Düse 122 zu steuern und die Bewegung des Arms 200 zu steuern. Somit kann, wie nachstehend ausführlicher erörtert, das Rechensystem 170 konfiguriert sein, um den Arm 200 zu veranlassen, den Greifer 250 und die Teile darin durch einen vorbestimmten Bewegungspfad unter der Düse 122 zu bewegen, während gleichzeitig der 3D-Drucker 105 veranlasst wird, die Tropfen 134 auf die Teile auszustoßen/abzuscheiden, um die Teile miteinander zu verbinden (z. B. Mikroschweißen).
2 stellt eine schematische perspektivische Ansicht des Arms 200 gemäß einer Ausführungsform dar. Der Arm 200 kann eine Basis 210, ein oder mehrere Segmente (zwei sind dargestellt: 220, 230), ein oder mehrere Gelenke (fünf sind dargestellt: 241-245), den Greifer 250 oder eine Kombination davon einschließen. In der gezeigten Ausführungsform kann die Basis 210 über eines oder mehrere der Gelenke (z. B. Gelenke 241, 242) mit einem ersten Ende 222 des ersten Arms 220 gekoppelt sein, ein zweites Ende 224 des ersten Arms 220 kann über eines oder mehrere der Gelenke (z. B. Gelenk 243) mit einem ersten Ende 232 des zweiten Arms 230 gekoppelt sein, und ein zweites Ende 234 des zweiten Arms 230 kann über eines oder mehrere der Gelenke (z. B. Gelenke 244, 245) mit dem Greifer 250 gekoppelt sein.
Das erste Gelenk 241 kann es der Basis 210 und/oder dem ersten Segment 220 ermöglichen, sich um eine Mittellängsachse 261 durch die Basis 210 zu schwenken oder zu drehen, wie durch den Pfeil 271 gezeigt. Das zweite Gelenk 242 kann es dem ersten Segment 220 ermöglichen, sich um eine Achse 262 durch das erste Ende 222 des ersten Segments 220 zu schwenken oder zu drehen, wie durch den Pfeil 272 gezeigt. Die Achsen 261, 262 können im Wesentlichen senkrecht zueinander sein. Das dritte Gelenk 243 kann es dem zweiten Segment 230 ermöglichen, sich um eine Achse 263 durch das zweite Ende 224 des ersten Segments 220 und/oder das erste Ende 232 des zweiten Segments 230 zu schwenken oder zu drehen, wie durch den Pfeil 273 gezeigt. Die Achsen 262, 263 können im Wesentlichen parallel zueinander sein. Das vierte Gelenk 244 kann es dem Greifer 250 ermöglichen, sich um eine Achse 264 durch das zweite Ende 234 des zweiten Segments 230 zu schwenken oder zu drehen, wie durch den Pfeil 274 gezeigt. Die Achsen 263, 264 können im Wesentlichen parallel zueinander sein. Das fünfte Gelenk 245 kann es dem Greifer 250 ermöglichen, sich um eine Achse 265 durch das zweite Ende 234 des zweiten Segments 230 zu schwenken oder zu drehen, wie durch den Pfeil 275 gezeigt. Die Achsen 264, 265 können im Wesentlichen senkrecht zueinander sein.
Somit können, wie vorstehend erwähnt, die Segmente 220, 230 und die Gelenke 241-245 es dem Greifer 250 ermöglichen, sich in Bezug auf den 3D-Drucker 105 (z. B. in Bezug auf die Düse 122) in einer, zwei oder drei Dimensionen zu bewegen, zu schwenken und/oder zu drehen. In einer anderen Ausführungsform kann die Düse 122 auch oder stattdessen konfiguriert sein, um sich in Bezug auf den Arm 200 (z. B. in Bezug auf den Greifer 250) in einer, zwei oder drei Dimensionen zu bewegen, zu schwenken oder zu drehen.
Die 3A-3F zeigen schematische Ansichten des Greifers 250, der zwei oder mehr Teile greift/hält, damit die Teile durch ein Schweißmaterial 340, das durch den 3D-Drucker 105 abgeschieden wird, gemäß einer Ausführungsform miteinander verbunden (z. B. mikroverschweißt) werden können. Die Teile und/oder das Schweißmaterial 340 können aus Metall, Polymer, Keramik oder einer Kombination davon hergestellt sein. In einer Ausführungsform können die Teile und/oder das Schweißmaterial 340 aus Materialien hergestellt werden, die zueinander/miteinander schweißkompatibel sind. Beispielsweise können die Teile und/oder das Schweißmaterial 340 aus dem gleichen Material hergestellt sein. Das Material für die Teile und/oder das Schweißmaterial 340 kann Aluminium (z. B. 4008/356, 6061, 7075 usw.), Kupfer, Stahl, Zinklegierungen, Nickellegierungen oder dergleichen sein oder einschließen. In einem Beispiel können die Teile vorgeschnittenes Blechmaterial, Gussteile, Stangen- oder Plattenmaterial, rohrförmiges Material, vorbearbeitete oder anderweitig geformte Komponenten usw. sein oder einschließen.
Insbesondere stellt 3A eine schematische Querschnittsansicht von zwei Teilen 310A, 320A, die mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sind (z. B. von diesem gegriffen/gehalten werden), dar. Wie gezeigt, kann das erste Teil 310A einen Schlitz 312A einschließen, und das zweite Teil 320A kann eine Lasche 322A einschließen, die konfiguriert ist, um mindestens teilweise innerhalb des Schlitzes 312A positioniert zu werden. Beispielsweise kann die Lasche 322A in den Schlitz 312A eingeführt werden und der Greifer 250 kann die Teile 310A, 320A in dieser Position relativ zueinander halten. Der 3D-Drucker 105 kann dann die Tropfen 134 auf die Teile 310A, 320A abscheiden. Insbesondere kann der 3D-Drucker 105 die Tropfen 134 auf einer Schnittstelle zwischen den Teilen 310A, 320A abscheiden. Die Tropfen 134 können sich verfestigen, um ein Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 310A, 320A als Laschen-und-Schlitz-Baugruppe 330A miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt).
3B stellt eine weitere schematische Querschnittsansicht von zwei Teilen 310B, 320B, die mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sind (z. B. von diesem gegriffen/gehalten werden), dar. Wie gezeigt, kann ein Ende 312B des ersten Teils 310 angrenzend an ein Ende 322B des zweiten Teils 320B positioniert werden. Die Enden 312B, 322B können um einen vorbestimmten Abstand (z. B. von etwa 0,1 mm bis etwa 5 mm oder etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm) beabstandet werden, sodass zwischen den Enden 312B, 322B ein Spalt vorhanden ist und der Greifer 250 die Teile 310B, 320B in dieser Position relativ zueinander halten kann. Der 3D-Drucker 105 kann dann die Tropfen 134 so in den Spalt zwischen den Teilen 310B, 320B abscheiden, dass die Tropfen 134 beide Enden 312B, 322B berühren. Die Tropfen 134 können sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 310B, 320B als Stumpfstoßbaugruppe 330B miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt).
3C stellt eine weitere schematische Querschnittsansicht von zwei Teilen 310C, 320C, die mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sind (z. B. von diesem gegriffen/gehalten werden), dar. Die Teile 310C, 320C können einander mindestens teilweise überlappen. Zum Beispiel kann eine Seite 312C des ersten Teils 310C mit einer Seite 322C des zweiten Teils 320C in Kontakt stehen. Der Greifer 250 kann die Teile 310C, 320C in dieser Position relativ zueinander halten. Der 3D-Drucker 105 kann dann einen ersten Satz Tropfen 134 in Kontakt mit der Seite 312C des ersten Teils 310C und einem Ende 324C des zweiten Teils 320C und einen zweiten Satz Tropfen 134 in Kontakt mit der Seite 322C des zweiten Teils 320C und einem Ende 314C des ersten Teils 310C abscheiden. Die Tropfen 134 können sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 310C, 320C als Überlappstoßbaugruppe 330C miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt).
3D stellt eine weitere schematische Querschnittsansicht von zwei Teilen 310D, 320D, die mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sind (z. B. von diesem gegriffen/gehalten werden), dar. Wie gezeigt, kann ein Ende 312D des ersten Teils 310D mit einer Seite 324D des zweiten Teils 320D in Kontakt stehen. In dieser bestimmten Ausführungsform kann das Ende 312D näher an einem Ende 322D des zweiten Teils 320D liegen als eine Mitte 326D des zweiten Teils 320D. Der Greifer 250 kann die Teile 310D, 320D in dieser Position relativ zueinander halten. Der 3D-Drucker 105 kann dann die Tropfen 134 in Kontakt mit den Seiten 314D, 315D des ersten Teils 310D und der Seite 324D des zweiten Teils 320D abscheiden. Die Tropfen 134 können sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 310D, 320D als Eckstoßbaugruppe 330D miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt).
3E stellt eine weitere schematische Querschnittsansicht von zwei Teilen 310E, 320E, die mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sind (z. B. von diesem gegriffen/gehalten werden), dar. Wie gezeigt, kann ein Ende 312E des ersten Teils 310E mit einer Seite 324E des zweiten Teils 320E in Kontakt stehen. In dieser bestimmten Ausführungsform kann das Ende 312E an oder nahe einer Mitte 326E des zweiten Teils 320E liegen. Der Greifer 250 kann die Teile 310E, 320E in dieser Position relativ zueinander halten. Der 3D-Drucker 105 kann dann die Tropfen 134 in Kontakt mit den Seiten 314E, 315E des ersten Teils 310E und der Seite 324E des zweiten Teils 320E abscheiden. Die Tropfen 134 können sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 310E, 320E als T-Stoßbaugruppe 330E miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt).
3F stellt eine weitere schematische Querschnittsansicht von zwei Teilen 310F, 320F, die mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sind (z. B. von diesem gegriffen/gehalten werden), dar. Wie gezeigt, kann eine Seite 314F des ersten Teils 310F mit einer Seite 324F des zweiten Teils 320F in Kontakt stehen. In dieser Ausführungsform ist das zweite Teil 320F im Wesentlichen gekrümmt und/oder L-förmig; in anderen Ausführungsformen kann das zweite Teil 320F jedoch im Wesentlichen gerade sein. Der 3D-Drucker 105 kann dann die Tropfen 134 in Kontakt mit den Enden 312F, 322F der Teile 310F, 320F abscheiden. Die Tropfen 134 können sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 310F, 320F als Stirnstoßbaugruppe 330F miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt). In mindestens einer Ausführungsform dürfen weder die Tropfen 134 noch das Schweißmaterial 340 die Seiten 314F, 315F, 324F, 325F der Teile 310F, 320F berühren.
3G stellt eine weitere schematische Querschnittsansicht von zwei Teilen 310G, 320G, die mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sind (z. B. von diesem gegriffen/gehalten werden), dar. Die ersten und zweiten Teile 310G, 320G können Blechmaterial sein oder dieses einschließen. Das erste Teil 310G kann mit dem zweiten Teil 320G in Kontakt stehen. Der 3D-Drucker 105 kann einen ersten Satz Tropfen 134 auf die Teile 310G, 320G nahe der Stelle, an der die Teile 310G, 320G einander berühren, abscheiden. Der erste Satz Tropfen 134 kann sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 310G, 320G miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt), um eine Baugruppe zu bilden.
Zusätzlich kann der Drucker 105 vor oder nach dem Verbinden der Teile 310G, 320G auch einen zweiten Satz Tropfen 134 auf das erste Teil 310G, das zweite Teil 320G oder beide abscheiden. In dem gezeigten Beispiel kann der zweite Satz Tropfen 134 auf dem ersten Teil 310G, aber nicht auf dem zweiten Teil 320G, abgeschieden werden. In einem anderen Beispiel kann der zweite Satz Tropfen 134 auf dem zweiten Teil 320G, aber nicht auf dem ersten Teil 320G, abgeschieden werden. In noch einem weiteren Beispiel kann der zweite Satz Tropfen 134 beide Teile 310G, 320G berühren. Der zweite Satz Tropfen 134 kann abkühlen und sich verfestigen, um einen dritten Teil 350G zu bilden. Im gezeigten Beispiel ist der dritte Teil 350G mit dem ersten Teil 310G, nicht aber mit dem zweiten Teil 320G verbunden. In diesem speziellen Beispiel darf weder der zweite Satz Tropfen 134 noch der dritte Teil 350G verwendet werden, um die Teile 310G, 320G miteinander zu verbinden. Mit anderen Worten kann das dritte Teil 350G eine andere Funktion erfüllen als das miteinander verbinden der Teile 310G, 320G.
3H stellt eine weitere schematische Querschnittsansicht eines ersten Teils 310H, das mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert ist (z. B. von diesem gegriffen/gehalten wird), dar. In einem oder mehreren der vorstehenden Beispiele sind die Teile 310A-310G, 320A-320G und/oder das Schweißmaterial 340 aus einem oder mehreren Material(ien) hergestellt, die miteinander schweißkompatibel sind.
Beispielsweise können die Teile 310A-310G, 320A-320G und/oder das Schweißmaterial 340 aus dem gleichen Material hergestellt sein.
In dem Beispiel in 3H ist jedoch eines der Teile 320H aus einem Material hergestellt, das nicht schweißkompatibel (oder weniger schweißkompatibel) mit dem anderen Teil 310H und/oder dem Schweißmaterial 340 ist. Beispielsweise kann das zweite Teil 320H aus einem anderen Material als das erste Teil 310H und/oder das Schweißmaterial 340 hergestellt sein. Mit anderen Worten verbindet sich das Schweißmaterial 340 möglicherweise nicht so gut mit dem zweiten Teil 320H wie mit dem ersten Teil 310H. Infolgedessen können die Teile 310H, 320H möglicherweise nicht auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben miteinander verbunden (z. B. mikroverschweißt) werden, da das Schweißmaterial 340 möglicherweise keine ausreichende Verbindung zu/mit dem zweiten Teil 320H bildet.
Das erste Teil 310H und/oder das Schweißmaterial 340 können aus Aluminium (z. B. 4008/356, 6061, 7075 usw.), Kupfer, Stahl, Zinklegierungen, Nickellegierungen oder dergleichen hergestellt sein. Das zweite Teil 320H kann aus einem Material hergestellt sein, das mit der durch den MHD-Prozess erzeugten hohen Wärme (z. B. 500 °C+) ohne Verformung oder Verschlechterung in Kontakt kommen kann. Zum Beispiel kann das zweite Teil 320H aus Titan, Wolfram, Edelstahl, Messing, Bronze, Siliciumcarbid, Keramik, Glas, Naturstein, Zement, Silikon usw. hergestellt sein.
Das zweite Teil 320H kann außerhalb des Greifers 250 positioniert sein (wie gezeigt) oder das zweite Teil 320H kann mindestens teilweise innerhalb des Greifers 250 positioniert sein (nicht gezeigt). Das Schweißmaterial 340 kann auf das erste Teil 310H abgeschieden werden, und das Schweißmaterial 340 kann abkühlen und sich verfestigen, um ein drittes Teil 350H zu bilden, das mit dem ersten Teil 310H verbunden (z. B. mikroverschweißt) wird. Das dritte Teil 350H kann so geformt und bemessen sein, dass dieser sich mit dem zweiten Teil 320H mechanisch verbindet/verriegelt (z. B. über eine Schwalbenschwanzverbindung, eine stiftartige Verbindung, eine konische Zapfenverbindung, eine konische Nut- und Federverbindung usw.). Somit kann das dritte Teil 350H verwendet werden, um das erste und das zweite Teil 310H, 320H mechanisch miteinander zu verbinden/zu verriegeln, um die Baugruppe zu bilden. In einem Beispiel können das zweite und das dritte Teil 320H, 350H unter Verwendung des 3D-Druckers 105, des Arms 200, des Greifers 250 oder einer Kombination davon mechanisch miteinander verbunden/verriegelt werden. In einem anderen Beispiel können das zweite und das dritte Teil 320H, 350H manuell mechanisch miteinander verbunden/verriegelt werden, nachdem eines oder beide von dem Greifer 250 entfernt wurde/wurden. In einer anderen Ausführungsform kann die Verbindung auch oder stattdessen mit einem Befestigungselement (z. B. einer Schraube, einem Niet, einem Stift usw.) zusammengehalten werden und der 3D-Drucker 105 kann das Schweißmaterial 340 aufbringen, um das Befestigungselement in die Verbindung einzubauen.
Die 4A-4C veranschaulichen schematische Querschnittsansichten von zwei dicken Teilen 410, 420, die miteinander verbunden (z. B. mikroverschweißt) werden, um eine Stumpfstoßbaugruppe zu bilden. Die Teile 410, 420 können Platten sein oder einschließen. Die Teile 410, 420 können eine Dicke 454 von etwa 1 mm bis etwa 50 mm oder etwa 3 mm bis etwa 50 mm aufweisen. Die Enden 412, 422 der Teile 410, 420 können abgeschrägt sein.
Somit kann eine obere Oberfläche 414 des Endes 412 in Bezug auf eine obere Oberfläche 424 des Endes 422 in einem Winkel 450 ausgerichtet sein. Der Winkel 450 kann von etwa 10° bis etwa 150°, etwa 30° bis etwa 120° oder etwa 50° bis etwa 90° betragen. In ähnlicher Weise kann eine untere Oberfläche 416 des Endes 412 in Bezug auf eine untere Oberfläche 426 des Endes 422 in einem Winkel 452 ausgerichtet sein. Der Winkel 452 kann von etwa 10° bis etwa 150°, etwa 30° bis etwa 120° oder etwa 50° bis etwa 90° betragen.
In einer Ausführungsform können die Enden 412, 422 miteinander in Kontakt stehen. Wie gezeigt, können in einer anderen Ausführungsform die Enden 412, 422 aneinander angrenzen (z. B. einander zugewandt sein); zwischen den Enden 412, 422 kann jedoch ein Spalt bestehen. Der Spalt kann von etwa 0,1 mm bis etwa 5 mm oder etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm betragen. Wie in 4A gezeigt, kann ein erster Satz der Tropfen 134A mindestens teilweise zwischen den Enden 412, 422 abgeschieden werden. Der erste Satz Tropfen kann beide Enden 412, 422 berühren. Der erste Satz Tropfen 134A kann in der Nähe eines inneren (z. B. mittleren Abschnitts) der Enden 412, 422 (z. B. in der Nähe der abgeschrägten Punkte der Enden 412, 422) positioniert sein.
Wie in 4B gezeigt, kann ein zweiter Satz Tropfen 134B abgeschieden werden, nachdem der erste Satz Tropfen 134A abgeschieden wurde. Der zweite Satz Tropfen 134B kann mindestens teilweise zwischen den Enden 412, 422 positioniert sein. Der zweite Satz Tropfen 134B kann beide Enden 412, 422 berühren. Der zweite Satz Tropfen 134B kann mindestens teilweise um den ersten Satz Tropfen 134A herum positioniert sein. Zum Beispiel kann, wie in 4B gezeigt, der zweite Satz Tropfen 134B über und/oder unter dem ersten Satz Tropfen 134A positioniert sein. Aufgrund der Winkel 450, 452, unter denen die Enden 412, 422 ausgerichtet sind, kann der zweite Satz Tropfen 134B eine größere Breite aufweisen als der erste Satz Tropfen 134A.
Wie in 4C gezeigt, kann ein dritter Satz Tropfen 134C abgeschieden werden, nachdem der zweite Satz Tropfen 134B abgeschieden wurde. Der dritte Satz Tropfen 134C kann mindestens teilweise zwischen den Enden 412, 422 positioniert sein. Der dritte Satz Tropfen 134C kann beide Enden 412, 422 berühren. Der dritte Satz Tropfen 134C kann mindestens teilweise um den ersten Satz Tropfen 134A und/oder den zweiten Satz Tropfen 134B herum positioniert sein. Zum Beispiel kann, wie in 4C gezeigt, der dritte Satz Tropfen 134C über und/oder unter dem zweiten Satz Tropfen 134B positioniert sein. Der dritte Satz Tropfen 134C kann in der Nähe der äußeren Abschnitte der Enden 412, 422 und distal zum mittleren Abschnitt der Enden 412, 422 positioniert sein. Mit anderen Worten kann der dritte Satz Tropfen 134C in der Nähe der oberen und/oder unteren Oberflächen der Teile 410, 420 positioniert sein. Aufgrund der Winkel 450, 452, unter denen die Enden 412, 422 ausgerichtet sind, kann der dritte Satz Tropfen 134C eine größere Breite aufweisen als der zweite Satz Tropfen 134B.
Die Tropfen 134A-134C können abkühlen und sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 410, 420 als Stumpfstoßbaugruppe miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt). In einer Ausführungsform kann der erste Satz Tropfen 134A mindestens teilweise abkühlen und/oder sich verfestigen, bevor der zweite Satz Tropfen 134B abgeschieden wird, und der zweite Satz Tropfen 134B kann mindestens teilweise abkühlen und/oder sich verfestigen, bevor der dritte Satz Tropfen 134C abgeschieden wird. In einer anderen Ausführungsform kann der zweite Satz Tropfen 134B auf dem ersten Satz Tropfen 134A abgeschieden werden, während sich der erste Satz Tropfen 134A noch in einem im Wesentlichen flüssigen Zustand befindet, und der dritte Satz Tropfen 134C kann auf dem zweiten Satz Tropfen 134B abgeschieden werden, während sich der zweite Satz Tropfen 134A noch in einem im Wesentlichen flüssigen Zustand befindet. In dieser Ausführungsform können die Tropfen 134A-134C abkühlen und sich zusammen verfestigen.
Die 5A-5C veranschaulichen schematische perspektivische Ansichten von zwei dünnen Teilen 510, 520, die miteinander verbunden (z. B. mikroverschweißt) werden, um eine Stumpfstoßbaugruppe 530 zu bilden. Die Teile 510, 520 können Platten sein oder einschließen. Die Teile 510, 520 können eine Dicke 554 von etwa 0,2 mm bis etwa 2 mm aufweisen. Die Enden 512, 522 der Teile 510, 520 können abgeschrägt sein. Beispielsweise können die Enden in einem Winkel zueinander ausgerichtet sein, sodass ein Abstand zwischen den Enden in einer vertikalen Richtung (z. B. nach oben) zunimmt. Der Winkel kann von etwa 10° bis etwa 150°, etwa 30° bis etwa 120° oder etwa 50° bis etwa 90° betragen.
Wie in den 5A und 5B gezeigt, können die Tropfen in einer Vielzahl von Sätzen abgeschieden werden (vier sind gezeigt: 134A-134D). Jeder Satz Tropfen 134A-134D kann in einer ersten Richtung 560 abgeschieden werden; die Sätze von Tropfen 134A-134D können jedoch in einer zweiten Richtung 562 geordnet/angeordnet sein, die sich von der ersten Richtung 560 unterscheidet (z. B. entgegengesetzt zu dieser). Mit anderen Worten werden die verschiedenen Sätze von Tropfen 134A-134D aus den nachfolgend beschriebenen Gründen nicht unmittelbar nebeneinander gedruckt.
In dem gezeigten Beispiel kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der erste Satz Tropfen 134A in der ersten Richtung 560 abgeschieden wird, wie durch Pfeil 571 gezeigt. Nachdem der erste Satz Tropfen 134A abgeschieden wurde, kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der ersten Richtung 560 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, wie durch den Pfeil 581 in 5B gezeigt. Dann kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der zweite Satz Tropfen 134B in der ersten Richtung 560 abgeschieden wird, wie durch Pfeil 572 gezeigt, sodass der zweite Satz Tropfen 134B in Richtung des ersten Satzes Tropfen 134A verläuft. Nachdem der zweite Satz Tropfen 134B abgeschieden wurde, kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der ersten Richtung 560 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, wie durch den Pfeil 582 in 5B gezeigt. Dann kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der dritte Satz Tropfen 134C in der ersten Richtung 560 abgeschieden wird, wie durch Pfeil 573 gezeigt, sodass der dritte Satz Tropfen 134C in Richtung des zweiten Satzes Tropfen 134B verläuft. Nachdem der dritte Satz Tropfen 134C abgeschieden wurde, kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der ersten Richtung 560 in Bezug auf die Düse 122 bewegen. Dann kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der vierte Satz Tropfen 134D in der ersten Richtung 560 abgeschieden wird, wie durch Pfeil 574 gezeigt, sodass der vierte Satz Tropfen 134D in Richtung des dritten Satzes Tropfen 134C verläuft.
Die Sätze von Tropfen 134A-134D können somit in der folgenden Reihenfolge in der zweiten Richtung 562 angeordnet sein: erster Satz Tropfen 134A, zweiter Satz Tropfen 134B, dritter Satz Tropfen 134C, vierter Satz Tropfen 134D. Die Sätze von Tropfen 134A-134D können abkühlen und sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 510, 520 miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt), um die Stumpfstoßbaugruppe 530 zu bilden.
In 5C können die Sätze von Tropfen 134A-134D ähnlich wie in den 5A und 5B in der ersten Richtung 560 abgeschieden werden; die Sätze von Tropfen 134A-134D können jedoch in einer anderen Reihenfolge angeordnet sein. Insbesondere können die Sätze von Tropfen 134A-134D in der folgenden Reihenfolge in der zweiten Richtung 562 angeordnet sein: erster Satz Tropfen 134A, dritter Satz Tropfen 134C, zweiter Satz Tropfen 134B, vierter Satz Tropfen 134D. Der Vorteil des Durchführens dieser Art von Vorgang besteht darin, den Wärmeeintrag gleichmäßiger auf die Teile 510, 520, die verbunden werden, zu verteilen. Dies geschieht, indem ein Abstand zwischen dem zuletzt verbundenen Abschnitt und dem nächsten zu verbindenden Abschnitt gelassen wird und dann später zurückgegangen wird, um den Bereich zu vervollständigen, der zunächst umgangen wurde. Dies ist beim Mikroschweißen dünner Metalle von Vorteil, da die Gefahr einer Bauteilverformung durch thermische Beanspruchung verringert wird. Die Sätze von Tropfen 134A-134D können abkühlen und sich verfestigen, um das Schweißmaterial 340 zu bilden, das die Teile 510, 520 miteinander verbindet (z. B. mikroverschweißt), um die Stumpfstoßbaugruppe 530 zu bilden.
In dem gezeigten Beispiel kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der erste Satz Tropfen 134A in der ersten Richtung 560 abgeschieden wird, wie durch Pfeil 571 gezeigt. Nachdem der erste Satz Tropfen 134A abgeschieden wurde, kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der ersten Richtung 560 in Bezug auf die Düse 122 bewegen. Dann kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der zweite Satz Tropfen 134B in der ersten Richtung 560 abgeschieden wird, wie durch Pfeil 572 gezeigt, sodass der zweite Satz Tropfen 134B in Richtung des ersten Satzes Tropfen 134A verläuft. Jedoch kann ein Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Satz Tropfen 134A, 134B vorhanden sein. Nachdem der zweite Satz Tropfen 134B abgeschieden wurde, kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der ersten Richtung 560 in Bezug auf die Düse 122 bewegen. Dann kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der dritte Satz Tropfen 134C in dem Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Satz Tropfen 134A, 134B abgeschieden wird. Der dritte Satz Tropfen 134C kann in der ersten Richtung 560 abgeschieden werden, wie durch Pfeil 573 gezeigt, sodass der dritte Satz Tropfen 134C zum ersten Satz Tropfen 134A und weg von dem zweiten Satz Tropfen 134B verläuft. Nachdem der dritte Satz Tropfen 134C abgeschieden wurde, kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der ersten Richtung 560 in Bezug auf die Düse 122 bewegen. Dann kann der Arm 200 den Greifer 250 und die Teile 510, 520 in der zweiten Richtung 562 in Bezug auf die Düse 122 bewegen, um zu ermöglichen, dass der vierte Satz Tropfen 134D in der ersten Richtung 560 abgeschieden wird, wie durch Pfeil 574 gezeigt, sodass der vierte Satz Tropfen 134D in Richtung des zweiten Satzes Tropfen 134B verläuft.
6 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zum miteinander verbinden (z. B. Mikroschweißen) von zwei oder mehr Teilen gemäß einer Ausführungsform dar. Nachstehend wird eine veranschaulichende Reihenfolge des Verfahrens 600 wird bereitgestellt; ein oder mehrere Schritte können jedoch in einer anderen Reihenfolge durchgeführt, gleichzeitig durchgeführt, wiederholt oder weggelassen werden. Das Verfahren 600 kann von dem System 100 durchgeführt werden.
Das Verfahren 600 kann das Halten von zwei oder mehr Teilen in einer relativen Position in Bezug zueinander unter Verwendung des Greifers 250, wie bei 602, einschließen. Ein oder beide Teile können von dem Greifer 250 gehalten/gegriffen werden. Veranschaulichende Positionen sind in den 3A-3H dargestellt. Die Teile können miteinander in Kontakt gehalten werden oder die Teile können mit einem kleinen dazwischenliegenden Spalt von etwa 0,1 mm bis etwa 5 mm gehalten werden.
Das Verfahren 600 kann auch das Bestimmen eines Bewegungspfads des Arms 200 und/oder des Greifers 250 einschließen, wie bei 604. Zum Beispiel kann das Rechensystem 170 einen rechnergestützen numerisch gesteuerten Bewegungspfad (CNC-Bewegungspfad) für den Arm 200 und/oder den Greifer 250 in Bezug auf die Düse 122 bestimmen. Der Bewegungspfad kann mindestens teilweise auf der relativen Position der Teile zueinander (z. B. im Greifer 250), der Ausrichtung der Teile zueinander, der Position der Teile in Bezug auf die Düse 122, der Ausrichtung der Teile in Bezug auf die Düse 122, der Größe der Teile, der Form der Teile, dem Material der Teile oder einer Kombination davon basieren.
Das Verfahren 600 kann auch das Bewegen des Greifers 250 entlang des Bewegungspfads unter Verwendung des Arms 200 einschließen, wie bei 606. Der Bewegungspfad kann bestimmen, wie der Arm 200 die Position des Greifers 250 (und der Teile) in einer, zwei oder drei Dimensionen in Bezug auf den 3D-Drucker 105 (z. B. in Bezug auf die Düse 122) bewegt. Der Bewegungspfad kann auch oder stattdessen bestimmen, wie der Arm 200 den Greifer 250 (und die Teile) in einer, zwei oder drei Dimensionen in Bezug auf den 3D-Drucker 105 (z. B. in Bezug auf die Düse 122) dreht oder schwenkt.
Dieser Schritt kann eine relative Bewegung zwischen der Düse 122 und den Teilen verursachen. In der gezeigten Ausführungsform kann/können das/die Teil(e) durch den Greifer 250 ergriffen werden und die Teile und der Greifer 250 können sich durch den Bewegungspfad bewegen, während die Düse 122 im Wesentlichen stationär bleibt. In einer anderen Ausführungsform können der 3D-Drucker 105 und/oder die Düse 122 mit dem Arm 200 gekoppelt sein und unter Verwendung des Arms 200 durch den Bewegungspfad bewegt werden, während das/die Teil(e) im Wesentlichen stationär bleibt/bleiben.
Wenn der Arm 200 den Greifer 250 durch den Bewegungspfad bewegt, fährt eine Stelle auf den Teilen (z. B. eine Schnittstelle zwischen den Teilen), welche die Tropfen 134/Schweißmaterial 340 aufnehmen soll, vor (z. B. unter) der Düse 122 vorbei. Während der Bewegung durch den Bewegungspfad kann ein Abstand zwischen der Düse 122 und der Stelle auf den Teilen (z. B. einer Schnittstelle zwischen den Teilen), welche die Tropfen 134/Schweißmaterial 340 aufnehmen soll, von etwa 0,5 mm und etwa 10 mm oder etwa 1 mm bis etwa 5 mm aufrechterhalten werden. Zum Beispiel kann der Abstand im Wesentlichen konstant bleiben.
Das Verfahren 600 kann auch das Erwärmen eines oder beider Teile einschließen, wie bei 608. In einer Ausführungsform kann/können das/die Teil(e) erwärmt werden, bevor es/sie von dem Greifer 250 ergriffen wird/werden. In einer anderen Ausführungsform kann/können das/die Teil(e) während es/sie durch den Greifer 250 ergriffen wird/werden durch die Heizvorrichtung 252, die mit dem Greifer 250 gekoppelt und/oder darin positioniert ist, erwärmt werden. Das/die Teil(e) kann/können auf eine Temperatur von etwa 100 °C bis etwa 600 °C, etwa 300 °C bis etwa 550 °C oder etwa 400 °C bis etwa 500 °C erwärmt werden, bevor die Tropfen 134 des flüssigen Metalls auf das/die Teil (e) gespritzt/abgeschieden werden.
Das Verfahren 600 kann auch das Spritzen/Abscheiden der Tropfen flüssigen Metalls 134 auf die Teile (z. B. einschließlich der Schnittstelle zwischen den Teilen) unter Verwendung des 3D-Druckers 105, wie bei 610, einschließen. Die Tropfen 134 können eine durchschnittliche Querschnittslänge (z. B. Durchmesser) von etwa 100 µm bis etwa 800 µm oder etwa 200 µm bis etwa 500 µm aufweisen. Die Tropfen 134 können eine Masse von etwa 0,05 mg bis etwa 0,50 mg, etwa 0,10 mg bis etwa 0,30 mg oder etwa 0,15 mg bis etwa 0,20 mg aufweisen. Die Tropfen 134 können mit einer Rate von etwa 50 Hz bis etwa 1000 Hz oder etwa 100 Hz bis etwa 500 Hz ausgestoßen/abgeschieden werden. Der Abstand zwischen Tropfen 134 kann von etwa 0,1 mm bis etwa 2 mm, etwa 0,1 mm bis etwa 0,5 mm, etwa 0,5 mm bis etwa 1 mm oder etwa 1 mm bis etwa 2 mm betragen.
In mindestens einer Ausführungsform können die Schritte 606, 608 und/oder 610 gleichzeitig durchgeführt werden. Infolgedessen können die Tropfen 134 so abgeschieden werden, dass diese eine Linie des flüssigen Metalls auf den Teilen, einschließlich der Schnittpunkte zwischen den Teilen, bilden. Die Linie kann durchgehend sein oder in diskreten Intervallen dazwischenliegende Spalten aufweisen (d. h. beabstandete Tropfen 134). Die Linie kann gerade oder gekrümmt sein. Die Linie kann mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 cm/Sekunde bis etwa 25 cm/Sekunde, etwa 0,5 cm/Sekunde bis etwa 1 cm/Sekunde, etwa 1 cm/Sekunde bis etwa 3 cm/Sekunde, etwa 3 cm/Sekunde bis etwa 5 cm/Sekunde, etwa 5 cm/Sekunde bis etwa 10 cm/Sekunde oder etwa 10 cm/Sekunde bis etwa 25 cm/Sekunde gebildet werden. Dies ist schneller als herkömmliche WIG-Mikroschweißtechniken. Zum Beispiel können die Tropfen 134 mit einer Rate von etwa 500 Hz und einem Abstand zwischen den Tropfen von etwa 0,5 mm ausgestoßen/abgeschieden werden, was dazu führt, dass die Linie mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 cm/Sekunde bis etwa 25 cm/Sekunde gebildet wird. Die Linie kann eine Länge von etwa 1 mm bis etwa 100 cm, etwa 1 mm bis etwa 1 cm, etwa 1 cm bis etwa 10 cm oder etwa 10 cm bis etwa 100 cm aufweisen. Die Linie kann eine Breite von etwa 0,4 mm bis etwa 2 mm oder etwa 0,55 mm bis etwa 1,5 mm aufweisen. Zum Beispiel kann die nominale oder durchschnittliche Breite etwa 0,7 mm betragen. Die Linie kann eine Höhe von etwa 0,01 mm bis etwa 0,4 mm oder etwa 0,03 mm bis etwa 0,24 mm aufweisen. Zum Beispiel kann die nominale oder durchschnittliche Höhe etwa 0,15 mm betragen.
Die Linie aus flüssigem Metall, die durch die Tropfen 134 gebildet wird, kann sich verfestigen, um eine Linie aus dem Schweißmaterial 340 zu bilden, welches die Teile miteinander verbinden (z. B. Mikroschweißen) kann, um die Baugruppe zu bilden. Dies kann als Mikrostrukturschweißen bezeichnet werden. Das Verfahren 600 kann auch das Entfernen der Baugruppe aus dem Greifer 250 einschließen, wie bei 612. Das Verfahren 600 kann dann zu 602 zurückkehren und mit neuen/anderen Teilen wiederholt werden.
Ungeachtet dessen, dass es sich bei den Zahlenbereichen und Parametern, die den breiten Schutzumfang der vorliegenden Lehren darstellen, um Näherungswerte handelt, werden die Zahlenwerte, die in den spezifischen Beispielen angegeben sind, so genau wie möglich angegeben. Jeder Zahlenwert enthält jedoch inhärent bestimmte Fehler, die notwendigerweise aus der Standardabweichung resultieren, die sich bei ihren jeweiligen Testmessungen ergibt. Darüber hinaus sind alle hierin offenbarten Bereiche so zu verstehen, dass sie jegliche und alle darin zusammengefassten Unterbereiche beinhalten. Zum Beispiel kann ein Bereich von „weniger als 10“ jegliche und alle Unterbereiche zwischen (und einschließlich) dem Minimalwert Null und dem Maximalwert 10 einschließen, das heißt, jegliche und alle Unterbereiche mit einem Minimalwert gleich oder größer als Null und einem Maximalwert gleich oder weniger als 10, z. B. 1 bis 5.
Während die vorliegenden Lehren in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen veranschaulicht wurden, können an den veranschaulichten Beispielen Änderungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Geist und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Es versteht sich zum Beispiel, dass der Prozess zwar als eine Reihe von Handlungen oder Ereignissen beschrieben wird, die vorliegenden Lehren jedoch nicht durch die Reihenfolge solcher Handlungen oder Ereignisse beschränkt werden. Einige Handlungen können in unterschiedlicher Reihenfolge und/oder gleichzeitig mit anderen Handlungen oder Ereignissen als den hierin beschriebenen erfolgen. Außerdem sind möglicherweise nicht alle Prozessschritte erforderlich, um eine Methodik gemäß einem oder mehreren Gesichtspunkten oder Ausführungsformen der vorliegenden Lehren umzusetzen. Es versteht sich, dass strukturelle Objekte und/oder Verarbeitungsstufen hinzugefügt werden können oder vorhandene strukturelle Objekte und/oder Verarbeitungsstufen entfernt oder modifiziert werden können. Darüber hinaus kann eine bzw. können mehrere der hierin dargestellten Handlungen in einer oder mehreren separaten Handlungen und/oder Phasen durchgeführt werden. Soweit die Begriffe „einschließlich“, „einschließt“, „aufweisend“, „aufweist“, „mit“ oder Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen derartige Begriffe ferner in ähnlicher Weise einschließend sein wie der Begriff „umfassend“. Der Begriff „mindestens einer von“ wird verwendet, um darauf hinzuweisen, dass einer oder mehrere der aufgezählten Elemente ausgewählt werden können. In der Erörterung und den Ansprüchen hierin bedeutet zudem der Begriff „auf‟ in Bezug auf zwei Materialien, von denen eines „auf‟ dem anderen liegt, dass mindestens ein gewisser Kontakt zwischen den Materialien besteht, während „über“ bedeutet, dass die Materialien nahe beieinander liegen, möglicherweise aber mit einem oder mehreren zusätzlichen dazwischenliegenden Materialien, sodass ein Kontakt möglich, aber nicht erforderlich ist. Weder „auf‟ noch „über“ impliziert eine Ausrichtung, wie sie hierin verwendet wird. Der Begriff „konform“ beschreibt ein Beschichtungsmaterial, bei dem die Winkel des darunter liegenden Materials durch das konforme Material erhalten bleiben. Der Begriff _„etwa“ deutet daraufhin, dass der angeführte Wert etwas verändert werden kann, solange die Änderung nicht zu einer Nichtkonformität des Prozesses oder der Struktur mit der veranschaulichten Ausführungsform führt. Die Begriffe „koppeln“, „gekoppelt“, „verbinden“, _„Verbindung“, „verbunden“, „in Verbindung mit“ und „verbindend“ beziehen sich auf „in direkter Verbindung mit“ oder „in Verbindung über ein oder mehrere Zwischenelemente oder -glieder“. Schließlich weisen die Begriffe „beispielhaft“ oder „veranschaulichend“ daraufhin, dass die Beschreibung als Beispiel dient und nicht als Idealfall zu verstehen ist. Andere Ausführungsformen der vorliegenden Lehren können für den Fachmann aus der Berücksichtigung der Patentschrift und Praxis der Offenbarung hierin ersichtlich sein. Es ist beabsichtigt, die Patentschrift und die Beispiele nur als exemplarisch zu betrachten, wobei der wahre Schutzumfang und der Geist der vorliegenden Lehren durch die folgenden Ansprüche aufgezeigt werden.

Claims

Verfahren, umfassend: Erzeugen einer relativen Bewegung zwischen einem ersten Teil und einem dreidimensionalen (3D) Drucker; und Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Metalls auf den ersten Teil und einen zweiten Teil unter Verwendung des 3D-Druckers, wobei sich das flüssige Metall verfestigt, um das erste Teil und das zweite Teil miteinander zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der relativen Bewegung das Bewegen des ersten Teils und des zweiten Teils zusammen in Bezug auf den 3D-Drucker umfasst und wobei der 3D-Drucker stationär ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der relativen Bewegung das Bewegen des 3D-Druckers in Bezug auf das erste Teil umfasst, und wobei das erste Teil stationär ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verbinden des ersten Teils und des zweiten Teils das Mikroschweißen des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die relative Bewegung gleichzeitig mit den Tropfen des flüssigen Metalls erzeugt wird, die auf das erste Teil und das zweite Teil aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Halten des ersten Teils und des zweiten Teils in einer relativen Position in Bezug zueinander mit einem Greifer, während die Tropfen des flüssigen Metalls auf das erste Teil und das zweite Teil aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Erzeugen der relativen Bewegung das Bewegen des Greifers, des ersten Teils und des zweiten Teils in Bezug auf den 3D-Drucker umfasst, und wobei der 3D-Drucker stationär ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Erzeugen der relativen Bewegung das Drehen des Greifers unter Verwenden eines Arms umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend das Erwärmen des ersten Teils und des zweiten Teils vor dem Aufbringen der Tropfen des flüssigen Metalls.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das erste Teil und das zweite Teil erwärmt werden, bevor sie von dem Greifer gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend das Erwärmen des ersten Teils und des zweiten Teils mit einer Heizvorrichtung, die mit dem Greifer gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tropfen des flüssigen Metalls eine im Wesentlichen kontinuierliche Linie des flüssigen Metalls an einem Schnittpunkt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 cm/Sekunde bis etwa 25 cm/Sekunde bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tropfen des flüssigen Metalls auf das erste Teil und das zweite Teil mit einer Frequenz von etwa 200 Hz bis etwa 800 Hz aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tropfen des flüssigen Metalls auf das erste Teil und das zweite Teil mit einem Abstand zwischen den Tropfen des flüssigen Metalls von etwa 0,2 mm bis etwa 0,8 mm aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen eines Bewegungspfads für die relative Bewegung unter Verwendung eines Computersystems, wobei der Bewegungspfad zumindest teilweise auf einer Position des ersten Teils und des zweiten Teils relativ zueinander und einer Position des ersten Teils und des zweiten Teils relativ zu dem 3D-Drucker basiert.
Verfahren, umfassend: Halten eines ersten Teils und eines zweiten Teils in einer relativen Position in Bezug zueinander; Bewegen des ersten Teils und des zweiten Teils entlang eines Bewegungspfads, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden; und Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Metalls auf das erste Teil, das zweite Teil oder beide unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers, während das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei sich das erste Teil und das zweite Teil gleichzeitig mit den Tropfen des flüssigen Metalls, die auf das erste Teil, das zweite Teil oder beide aufgebracht werden, entlang des Bewegungspfads bewegen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Halten des ersten Teils und des zweiten Teils in der relativen Position in Bezug zueinander das Halten des ersten Teils und des zweiten Teils in Kontakt miteinander unter Verwendung eines Greifers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Tropfen des flüssigen Metalls auf das erste Teil und das zweite Teil aufgebracht werden und wobei die Tropfen des flüssigen Metalls sich verfestigen, um das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position miteinander zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Halten des ersten Teils und des zweiten Teils in der relativen Position in Bezug zueinander das Halten des ersten Teils und des zweiten Teils umfasst, sodass das erste Teil und das zweite Teil unter Verwendung eines Greifers nicht miteinander in Kontakt sind, und wobei ein Spalt zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil von etwa 0,1 mm bis etwa 5 mm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Tropfen des flüssigen Metalls in den Spalt und auf das erste Teil und das zweite Teil aufgebracht werden und wobei die Tropfen des flüssigen Metalls sich verfestigen, um das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position miteinander zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Aufbringen der Tropfen des flüssigen Metalls umfasst: Aufbringen eines ersten Satzes der Tropfen des flüssigen Metalls auf das erste Teil und das zweite Teil, wobei der erste Satz der Tropfen des flüssigen Metalls sich verfestigt, um das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position miteinander zu verbinden; und Aufbringen eines zweiten Satzes der Tropfen des flüssigen Metalls auf das erste Teil, wobei der zweite Satz der Tropfen des flüssigen Metalls sich verfestigt, um ein drittes Teil zu bilden, das mit dem ersten Teil verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das dritte Teil nicht in Kontakt mit dem zweiten Teil ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Aufbringen der Tropfen des flüssigen Metalls das Aufbringen der Tropfen des flüssigen Metalls auf das erste Teil umfasst, wobei die Tropfen des flüssigen Metalls sich verfestigen und ein drittes Teil bilden, das mit dem ersten Teil verbunden ist, und wobei das zweite Teil und das dritte Teil dazu konfiguriert sind, mechanisch miteinander verbunden zu werden.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das zweite Teil und das dritte Teil dazu konfiguriert sind, mechanisch über eine Schwalbenschwanzverbindung miteinander verbunden werden.
Verfahren, umfassend: Halten eines ersten Teils und eines zweiten Teils in einer relativen Position in Bezug zueinander unter Verwendung eines Greifers; Bewegen des ersten Teils, des zweiten Teils und des Greifers in drei Dimensionen unter Verwendung eines Roboterarms, während der Greifer das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position in Bezug zueinander hält; und Aufbringen von Tropfen eines flüssigen Aluminiums auf das erste Teil und das zweite Teil unter Verwendung eines dreidimensionalen (3D) Druckers, wobei der Roboterarm gleichzeitig das erste Teil, das zweite Teil und den Greifer bewegt, wobei die Tropfen des flüssigen Aluminiums mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 cm/Sekunde bis etwa 25 cm/Sekunde und mit einer Frequenz von etwa 300 Hz bis etwa 700 Hz aufgebracht werden, wobei ein Abstand zwischen den Tropfen des flüssigen Aluminiums auf dem ersten Teil und dem zweiten Teil von etwa 0,3 mm bis etwa 0,7 mm beträgt, wobei die Tropfen des flüssigen Aluminiums eine durchschnittliche Querschnittslänge von etwa 200 µm bis etwa 500 µm und eine durchschnittliche Masse von etwa 0,10 mg bis etwa 0,30 mg aufweisen, und wobei sich das flüssige Aluminium verfestigt, um das erste Teil und das zweite Teil miteinander zu verbinden, um eine Baugruppe herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 26, ferner umfassend das Drehen des ersten Teils, des zweiten Teils und des Greifers in drei Dimensionen mit dem Roboterarm, während der Greifer das erste Teil und das zweite Teil in der relativen Position in Bezug zueinander hält.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Tropfen des flüssigen Aluminiums gleichzeitig auf das erste Teil und das zweite Teil aufgebracht werden, wobei der Roboterarm das erste Teil, das zweite Teil und den Arm dreht.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Tropfen des flüssigen Aluminiums aufgebracht werden, um eine Linie des flüssigen Aluminiums auf dem ersten Teil und dem zweiten Teil zu bilden, und wobei die Linie eine Länge von etwa 1 mm bis etwa 100 cm, eine Breite von etwa 0,4 mm bis etwa 2 mm und eine Höhe von etwa 0,01 mm bis etwa 0,4 mm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 26, ferner umfassend das Aufrechterhalten eines Abstands zwischen einer Düse des 3D-Druckers und Stellen auf dem ersten Teil und dem zweiten Teil, auf denen die Tropfen des flüssigen Aluminiums abgeschieden werden, während der Roboterarm das erste Teil, das zweite Teil und den Greifer bewegt, wobei der Abstand etwa 1 mm bis etwa 5 mm beträgt.