固有稳定的通流多孔过滤器元件和制造这种过滤器元件的方法与流程

1.本发明涉及一种用于过滤气体流中杂质的固有稳定的通流多孔过滤器元件。此外，本发明还涉及一种制造用于过滤气体流中杂质的固有稳定的通流多孔过滤器元件的方法。


背景技术：

2.此类过滤器元件用于多种工业分支中的制造厂和工厂，例如用于汽车工业、化学工业、食品工业或用于建筑材料的生产。
3.到目前为止，这种过滤器元件的过滤器本体已经被烧结并且然后设置有例如以喷涂的形式的表面过滤层。由于该工艺的性质，过滤器本体通常被制造成若干件，然后将这些件结合在一起以形成单个过滤器本体。烧结工艺允许大量生产固有稳定的过滤器元件，但是受到某些限制，例如关于可以使用的塑料或者过滤器本体和/或表面过滤层的结构。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于过滤气体流中杂质的固有地稳定的通流多孔过滤器元件，该过滤器元件包括多孔过滤器本体和形成在过滤器本体的流入侧上的表面过滤层，该表面过滤层不受这些限制。
5.根据本发明，提出了一种具有固有稳定性并且是多孔的以允许流动穿过其中的过滤器元件，即一种用于过滤气体流中杂质的固有稳定的通流多孔过滤器元件，该固有稳定的通流多孔过滤器元件包括过滤器本体，该过滤器本体由塑料制成并且具有流入侧和相对的流出侧，其中在流入侧上形成表面过滤层。过滤器本体包括三维支撑结构，该三维支撑结构以增材制造工艺制造并且具有空腔，气体可以从流入侧通过空腔流到流出侧。表面过滤层至少部分地填充三维支撑结构的空腔。
6.此外，根据本发明，提出了一种制造用于过滤气体流中杂质的固有稳定的通流多孔过滤器元件的方法，其中，过滤器本体由塑料形成并且具有流入侧和相对的流出侧。该方法至少包括以下步骤：借助于增材制造工艺制造三维支撑结构，使得在三维支撑结构中形成空腔，气体可从流入侧通过该空腔流到流出侧；并且通过用涂覆材料部分地填充三维支撑结构的空腔来形成表面过滤层。
7.三维支撑结构待借助于增材制造工艺(特别是通过激光烧结、光固化(特别是基于uv的光固化或低力光固化)、dlp、粘合剂喷射、微粒喷射、或fdm)来制造。这些工艺中的每个工艺产生所得到的三维支撑结构的特征结构以及(如果适用的话)过滤器本体的其他部分，过滤器本体的其他部分是以与三维支撑结构相同的方式并且特别是以相同的制造工艺制造的。
8.增材制造工艺允许过滤器本体被制造成具有相应的所期望的几何形状和机械特性，诸如强度和刚度，而不经受常规工艺所强加的限制。增材制造还提供了与过滤器本体一
起制造三维支撑结构的可能性。增材制造工艺不再需要指定待制造的部件的几何形状的模具或模板，而是替代地基于数字3d设计数据以计算机控制的方式生成部件。以此方式，可以在单一工艺中制造具有任何大小和几何形状的过滤器元件，特别是具有一体件式过滤器本体，并且如果适用的话，甚至使得过滤器本体、连接元件以及表面过滤层的至少多个部分或用于黏合在单一制造工艺中施加的表面过滤层的多个部分是整体的，即被制造成一体件。过滤器本体和此类部件可以在单一打印工艺中制造，即使它们具有不同的几何形状或者如果就制成过滤器本体或这些单独部分的材料而言存在差异。已经使用增材制造工艺制造的过滤器元件可以具体通过以下事实来识别：使用增材制造制造的过滤器本体以及(如果适用的话)附加零件通常具有使用铸造工艺无法实现的几何形状，因为增材制造的部件具有例如空腔或底切和突出部。
9.三维支撑结构使得表面过滤层与过滤器本体之间能够进行永久耐用的黏合，甚至在重负载下，如在操作期间(例如，由于携带部分粗糙的外来微粒的原料气体的强烈流入和/或由于在重复清洁周期期间施加压力脉冲)通常所预期的。三维支撑结构被形成为使得当施加表面过滤层时表面过滤层的微粒(这特别适用于下文更详细描述的表面过滤层的第一层的微粒)本身可楔入支撑结构中。空腔是支撑结构中的自由空间，气体可以通过该自由空间流动。在这种情况下，空腔由支撑结构本身形成。因为三维支撑结构是以增材制造工艺制造的，所以它可以特别地具有空腔，空腔具有所谓的参数控制的孔的配置。该术语旨在表达通过增材制造工艺在三维支撑结构中形成的腔或孔可以在尺寸和形状上具体地调节以制造具有空腔的相应的三维支撑结构。
10.支撑结构还确保过滤器元件在其制造期间的稳定性。特别地，通过增材制造制造的支撑结构在固化和后处理之前增强过滤器元件的生坯的稳定性。
11.过滤器本体的流入侧描述了加载有杂质的气体流在过滤器操作期间到达过滤器元件并且然后穿过表面过滤层的一侧。过滤器本体的下游侧描述了清洁了异物的气体流从过滤器元件排出的一侧。因此，在过滤器元件的安装状态中，流入侧被定向成朝向过滤器系统的原料气体空间，并且过滤器本体的流出侧被定向成朝向过滤器系统的清洁气体空间。
12.当过滤器本体具有塑料作为主要组分时，获得由塑料制成的过滤器本体。除了塑料的主要组分之外，在过滤器本体中可以存在(例如以添加剂或填充剂的形式存在的)其他组分。此类另外的组分是塑料还是具有非塑料材料并不重要。用于制造过滤器本体的塑料可以由一种聚合物材料或由若干种聚合物材料(例如以聚合物共混物或混合聚合物的形式)形成。当在下文中提及塑料的构成时，例如关于过滤器本体和/或过滤器元件，这总是应理解为该塑料可以仅由一种聚合物材料形成或由若干种聚合物材料形成。术语聚合物材料应理解为广义术语并且旨在包括由相同类型的单体构成的均聚物以及由不同类型的单体构成诸如嵌段共聚物和其他聚合物的共聚物。
13.可以利用这样精确生产附加制造的过滤器元件：使得仅需要非常少至不需要后处理步骤。具有宽范围的几何形状和尺寸的过滤器元件也可以以这种方式制造。
14.可能的实施例和进一步改进在从属权利要求中描述并且将在下文中解释。这些实施例和进一步的改进明确地旨在既涉及根据本发明的过滤器元件又涉及根据本发明的制造方法。应当理解，如果期望的话，各个描述的实施例和进一步的实施例可以彼此组合，除非对于各个方面明确地指出这些是彼此的替代。
15.具体地，三维支撑结构可以包括朝向流入侧开放的笼结构。具体地，这种笼结构可以被设计成使得用于形成表面过滤层的材料被容纳在单独的空腔中。空腔各自形成一种笼，使得容纳在相应的空腔中的材料可以由围绕笼的三维支撑结构保持。笼结构特别地被设计成使得用于形成表面过滤层的材料可以在已经制造三维支撑结构之后被引入到相应的笼中。至少当被引入到三维支撑结构的空腔中时，用于形成表面过滤层的材料可以是微粒状的。然后，笼结构被设计为使得被引入到空腔中的微粒在每种情况下由笼结构保持，使得在任何情况下，已被引入到空腔中的材料的主要部分保留在那里并且不被进一步输送通过空腔的底侧或侧向边界。为了帮助将微粒保持在笼结构中，可以使用粘合剂系统，诸如胶水等。可通过如下事实进一步增强材料在空腔中的保留：用于形成表面过滤层的材料具有如下配置和/或以如下方式引入到空腔中：空腔中的材料微粒彼此结合并形成附聚物。此类附聚物可能很好地延伸跨过若干相邻的空腔并且因此形成桥结构，桥结构导致用于表面过滤层的材料特别好地锚固在该笼结构的空腔中。
16.为了形成笼状结构，三维支撑结构可以具体地形成篮状的、杯状的或漏斗状的空腔，每个篮状的、杯状的或漏斗状的空腔具有底侧和相对的开口侧。在这种情况下，开口侧可以面向流入侧，使得可以通过开口侧容易地将用于形成表面过滤层的材料引入到笼结构中。
17.篮状的、杯状的或漏斗状的空腔可以各自具有侧向边界(例如以侧壁的方式)，侧向边界将底侧连接至开口侧并且具有开口，篮状的、杯状的或漏斗状的空腔中的相邻空腔通过开口彼此连通。借助于这种侧向边界，形成表面过滤层的材料的微粒在侧向方向上的移动可以被中断或至少被阻碍和/或引导到如下程度：对这些微粒从空腔“脱落”并且进一步在流出侧和/或流入侧的方向上的输送进行有效抑制。然而，通过形成在侧向边界中的开口，用于表面过滤层的材料的微粒仍然可以跨过相邻的空腔彼此黏合，并且因此形成跨过若干相邻的空腔延伸的附聚物或桥结构。以此方式，产生了表面过滤层的材料在三维支撑结构中的牢固锚定。
18.具体地，相应的空腔的开口侧可以具有前开口，并且相应的空腔的底侧和/或侧向边界可以具有后开口。在这方面，有利的是——当在从开口侧到底侧的正交投影中——底侧和/或侧向边界的多个后开口位于由开口侧上的前开口限定的区域内。具体地，当从流入侧观看三维支撑结构时获得正交投影，其中观察方向垂直于三维支撑结构的表面。然后看到在流入侧处形成的前部开口以及相应前开口内的位于其后面的被布置成更靠近流出侧地开口。这些后开口是由三维支撑结构的对应地进一步位于流出侧的结构(诸如限定空腔的底侧的结构或形成空腔的侧向边界的结构等)限定的。然而，在所提及的正交投影中，仅相应的后开口的位于流入侧上的前开口的区域内的部分是可见的。在此要考虑后开口的这个部分相对于前开口在流入侧上的面积进一步朝流出侧的投影面积。如果一个人在正交方向上通过前部开口观看，则通常将看到多个看似更小的后开口。例如，后开口实际上可以小于开口侧上的相应的前开口。在这种情况下，后开口可以相对于前开口以任何期望的方式布置。后开口、特别是在笼结构的空腔的底侧处进一步朝向流出侧的后开口还可以与在开口侧处的相应前开口一样大或甚至更大。然而，在这种情况下，后开口应被布置成在开口侧上相对于前开口具有侧向偏移，使得在所提及的投影中，即当从流入侧穿过开口侧上的前部开口观看时，人们总是至少部分地看到若干个后开口。
19.特别地，三维支撑结构的相应的腔的开口侧可以仅具有一个前开口。因此，在这种配置中，每个笼结构具有与其相关联的面向流入侧的恰好一个前开口，用于形成表面过滤层的材料通过该前开口可以被接纳在笼结构中。
20.过滤器本体可以限定在其流入侧与其流出侧之间延伸的厚度方向。表面过滤层例如可以在表面过滤层厚度的至少10％上、特别是在表面过滤层厚度的至少25％上、特别是在表面过滤层厚度的至少50％上、特别是在表面过滤层厚度的25％至100％之间、特别是在表面过滤层厚度的50％至75％之间填充三维支撑结构的空腔。这允许表面过滤层与过滤器本体、特别是与三维支撑结构的有利的连接或黏合。嵌入三维支撑结构的空腔中的表面过滤层的比例越大，表面过滤层与支撑结构之间的黏合越耐用。
21.例如，表面过滤层还可以在三维支撑结构的厚度的至少10％上、特别是在三维支撑结构的厚度的至少25％上、特别是在三维支撑结构的厚度的至少50％上、特别是在三维支撑结构的厚度的25％至100％之间、特别是在三维支撑结构的厚度的50％至75％之间填充三维支撑结构的空腔。这也使得能够将表面过滤层有利地黏合到过滤器本体，特别是黏合到三维支撑结构。表面过滤层延伸到支撑结构内越远，表面过滤层与支撑结构之间的黏合越耐用。在极端情况下，三维支撑结构的空腔可以在三维支撑结构的整个厚度上填充有来自表面过滤层的材料。然后，用表面过滤层的材料填充由三维支撑结构形成的几乎所有空腔。因此，三维支撑结构也可以被认为是表面过滤层的一部分，尤其是在三维支撑结构的填充有表面过滤层的材料的部分占据三维支撑结构和/或表面过滤层的大部分的情况下。
22.取决于表面过滤层材料的配置，使用用于表面过滤层的材料填充三维支撑结构的空腔的平均程度可以变化。涂覆方法也可以起到作用，借助于该涂覆方法，用于表面过滤层的材料被施加。例如，对于涂覆材料或涂覆工艺，其中存在在引入到三维支撑结构的空腔中的涂覆材料的单独微粒之间形成附聚物的强烈倾向，将已有可能仅在适度的填充水平(特别是50％或更小，或约30％至50％)下检测涂层材料的强烈锚定，因为微粒的附聚引起跨过若干相邻空腔存在的桥结构形成。利用其他涂覆材料或工艺，诸如基于液体的那些等，将需要更高的填充水平(诸如至少50％或至少75％，以及高达100％等)以实现涂覆材料在三维支撑结构中的期望的锚定。
23.根据以上实施例，表面过滤层可以与过滤器本体整体形成或与过滤器本体形成一体件。这具体地涉及三维支撑结构，该三维支撑结构进而可以通过与过滤器本体相同的增材工艺和相同的打印工艺来制造。在这个意义上，然后将过滤器本体和表面过滤层制造成一体件。这可以减少所需的工艺步骤的数目并且降低制造成本。过滤器本体与表面过滤层之间的内聚力也是特别好的，尤其是当过滤器本体与表面过滤层、特别是过滤器本体的支撑结构或“母孔结构”与三维支撑结构的构成仅略微不同或完全不同时。特别地，过滤器本体的支撑结构和三维支撑结构可以由相同的材料制成。
24.此外，可以提供的是，表面过滤层包括第一层，该第一层至少部分地(特别是其较大部分)填充该三维支撑结构的空腔。第一层大体上形成用于三维支撑结构的填充层。“较大部分”的表示旨在指第一层的质量，即对于过滤器元件的每表面积，第一层的填充支撑结构的空腔的部分(涉及其质量)大于第一层的在空腔之外施加到三维支撑结构的部分。特别地，第一层具有其质量的至少30％、特别是至少65％、特别是至少75％、特别是至少85％、特别是至少95％填充三维支撑结构的空腔。以此方式，第一层提供了表面过滤层在三维支撑
结构中并且因此到过滤器本体上的良好锚定。尽管锚定良好，但是用第一层的材料填充三维支撑结构可以是非常多孔的，使得当流过过滤器元件时的流动阻力保留在可接受的限度内。
25.表面过滤层可以至少具有从流入侧施加至第一层的第二层。例如，这可以使得第二层在过滤器本体的流入侧上形成表面。然而，还可想到的是，除了第二层之外，第一层以及在一些情况下还有三维支撑结构本身有助于在过滤器本体的流入侧上形成该表面。第一层可以被认为是至少第二层的基础。利用至少第二层，可以容易地调节或设置哪些杂质在进入过滤器本体之前从气体流中过滤出，特别是哪些杂质具有相应的尺寸。如果适用的话，至少第二层还可以包括在彼此层叠的若干层，其中相应的层在过滤器本体的流入侧上形成表面，在过滤器操作期间气体流在气体流的流动方向上首先流动穿过该表面。第二层在极大情况下形成适当的表面过滤层，如果适用的话，与第一层一起形成表面过滤层。在另外的实施例中，第二层与第一层的部分以及甚至三维支撑结构的部分一起可以在过滤器本体的流入侧处形成该表面。
26.第一层和第二层可以具有不同的孔径。在这种情况下，第一层的孔径可大于第二层的孔径。这减小了通过过滤器元件的气体流的压力损失，因为在流入侧上只有相对小的厚度的表面过滤层需要具有非常低的孔隙率。该低孔隙率厚度主要由第二层决定，如果适用的话，第二层与第一层和/或三维支撑结构配合。三维支撑结构的孔隙率可以非常大而不影响其稳定性。在此，可以最佳地利用增材制造工艺的优点。第一层可以由相对粗粒度的材料形成，使得甚至当三维支撑结构用来自第一层的材料填充时，保持低的流动阻力，并且当气体流穿过过滤器元件时，气体流不会产生显著压力损失。然后，流动阻力大体上由表面过滤层中第二材料所在的部分确定。这个部分的厚度可以被选择为非常小，从而总体上仅导致低的流动阻力。
27.这种配置还允许容易地清洁过滤器元件，因为大部分杂质将积聚在表面过滤层的表面上，并且相对于气体流的流动方向，将不渗透到过滤器元件的更深层。在已经将过滤器元件清理之后，因此可以在短时间内改进过滤器元件的过滤质量。
28.可以形成表面过滤层，使得第一层和第二层在它们之间形成过渡区域，在过渡区域中，第二层的材料渗入到第一层的微粒之间的间隙中并且至少部分地填充第一层的微粒。这尤其导致表面过滤层的第一层和第二层之间牢固的内聚力。
29.表面过滤层可以形成过滤器本体的表面，该表面是由第一层和第二层形成的，在一些实施例中，甚至由第一层和第二层与三维支撑结构的协作形成的。这允许过滤器本体的有效清理，因为这些杂质保留在过滤器本体的表面上。
30.至少第二层可以在流入侧上形成表面，该表面粘附至第一层或者在该支撑结构的厚度的至多50％、特别是该厚度的至多25％、特别是该厚度的至多5％、特别是该厚度的至多1％上填充第一层和三维支撑结构的空腔。
31.特别地，三维支撑结构的孔径可以在100μm至2000μm。表面过滤层的第二层的孔径可以特别是在0.1μm至20μm，并且表面过滤层的第一层的孔径可以特别是在1μm至200μm。孔径描述当第一层或第二层由颗粒材料制成时出现在相应层或结构的表面上的平均孔直径，其中孔形成在颗粒材料之间。可以特别地用孔测量装置检查和测量孔径。当在此或在下文中提及“孔”或“孔径”时，该术语总体上应被理解并且旨在包括任何类型的孔、开口、空腔、
开放微结构或其他结构，其中，另外固体的结构被定结构成使得产生流体的渗透性。例如，在一些增材制造工艺中，“体素”(体素意指在三维空间离散细分成用于寻址三维空间的基本体积元素的情况下的基本体积元素，类似于二维物体中的“像素”)的目标选择和定义可以有目的地产生开放微结构，这些开放微结构对以此方式产生的物体(过滤器元件、过滤本体、表面过滤层，特别是三维支撑结构)提供与在常规制造的烧结多孔体中的常规意义上的孔相同的功能。
32.例如，孔径可以用来自topas的多孔性材料分析仪psm165来测量。以下将描述测量的操作原理。如果介质被流体流过，则产生显著受孔径分布影响的压力损失。对流动的阻力仅可以由流动测试来确定。测量有效压力差与所得体积流量之间的关系。除了其他方法(诸如具有相应评估的显微图像等)之外，还可以通过施加压力并测量体积流量来确定孔径。这个测量的操作原理在于液体填充的孔仅在一定压力下变得对气体是可渗透的，因为液体必须从孔中被移位。孔的开启压力(起泡点)取决于液体的表面张力和孔直径。较小的孔需要较高的压力。因为在实际材料中总是存在孔径分布，所以先前液体填充的孔变得可渗透气体的压力对应于最大孔的开启压力。当压力进一步增大时，孔直径的分布可以从压力差和体积流量的过程推断。
33.在任何情况下，第二层可以包含pe、ptfe、sio2，例如微玻璃、空心玻璃、泡沫玻璃、实心玻璃或砂、pps、氧化铝或以上材料中的至少两种的混合物。特别地，第二层可以包含微粒形式的上述材料。这允许表面过滤层的良好清理。此外，表面过滤层也可以具有杀菌效果。
34.表面过滤层可以至少部分地形成为涂层，但是在任何情况下，第一层和第二层可以(特别是借助于液相沉积、喷涂、刷涂、浸涂、烘烤和/或热喷涂工艺诸如火焰喷涂等)形成为涂层。这允许适合于实现良好过滤性能的均匀表面过滤层。可以快速且容易地施加涂层。此外，这允许使用已经证明的方法来将表面过滤层施加到过滤器本体。总体上，用表面过滤层的材料(特别是用第一层的材料)填充三维支撑结构的空腔的程度对于由基于液体或悬浮液的涂覆工艺产生的涂层比对于由热喷涂工艺诸如火焰喷涂或其他喷涂方法等产生的涂层更高。其原因在于，在后面的工艺中，考虑用于形成表面过滤层的材料能够在容纳在三维支撑结构的不同空腔中的微粒之间形成桥。这导致第一层的材料的良好锚定，即使在三维支撑结构中的空腔的体积的大约30％的相对低的填充水平下。
35.三维支撑结构可以具有框架或桁架状配置，其中杆在节点处彼此连接。桁架状配置被理解为意味着若干杆在节点处彼此连接，并且因此三维支撑结构具有固有的稳定性并且可以在没有附加结构的情况下存在。除了具有高孔隙率的良好的固有稳定性之外，桁架状设计的优点是所形成的空腔在三维支撑结构中可以具有大致均匀的分布。这允许有效制造耐用的表面过滤层。相对于其承载能力，桁架结构具有低的自重或固有重量。三维支撑结构还可以例如借助于周期性的最小表面、特别是借助于三重周期性的最小表面来生产。更一般地，三维支撑结构还可以由成骨或多孔结构形成。可供流体流过的空间可以特别大。
36.三维支撑结构可以具有形成至少两个网格层的网格状结构，其中一个网格层面向流入侧，特别是限定了流入侧，并且另一个网格层面向流出侧。网格层可以通过杆或腹板彼此连接。两个网格层在气体流穿过过滤器元件时在气体流的流动方向上彼此前后地布置。面向流入侧的网格层可以在以下意义上限定流入侧：除了表面过滤层的第一层以及(如果
适用的话)第二层之外，没有形成另外的结构，并且因此过滤器表面的位置由三维支撑结构的流入侧限定。两个网格层以及另外的网格层(如果设置的话)可以定向成大体上彼此平行，其中大体上彼此平行还应包括相对于彼此的正/负10
°
的倾斜度。对于网格状结构，可以实现均匀的空腔(特别是关于空腔的形状和尺寸)，可以用表面过滤层(特别是其微粒)容易地和快速地填充空腔。将至少两个网格层彼此连接的杆或腹板横向于流入侧和/或流出侧、大体上在气体流动穿过过滤器元件时的方向上延伸。附加的网格层可以设置在两个网格层之间。具有总共三个网格层的三维支撑结构的配置是特别有利的。在这种情况下，在限定流入侧的一个网格层与面向流出侧的另一网格层之间存在另外网格层。表面过滤层至少部分地填充两个网格层之间的中间空间。这使得表面过滤层能够牢固地且耐久地黏合至支撑结构。
37.一个网格层和/或另一个网格层可以具有其中杆在节点处彼此连接并且限定开口的配置。该配置限定网格结构，其中，相应的网格层的多个至少三个相邻杆(具体地，四个相邻杆)各自围绕网格层的开口。还可以想到具有由高阶多边形限定的开口的布置。然后，相应的网格层的多个n个相邻杆各自包围网格层的一个开口。
38.一个网格层和/或另一个网格层可以具有规则的网格结构。表述“规则的网格结构”应理解为相应的网格层的开口和杆的布置具有规则的图案，该规则的图案具有杆相对于彼此和/或开口的重复配置。具体地，相应的网格层的杆的配置然后限定规则的开口。例如，网格层的所有开口可以具有相同的尺寸和/或相同的形状。还可设置较大的第一开口和较小的第二开口、第三开口等，其中第一开口、第二开口、第三开口等的布置限定规则的图案。规则的网格结构的优点一方面是稳定性并且开口在规则的网格结构中具有大致均匀的分布。这允许有效制造耐用的表面过滤层。
39.至少两个网格层可以被布置成使得两个网格层中的一个网格层的开口偏离两个网格层中另一个网格层的开口。这允许用表面过滤层、特别是用表面过滤层的微粒有效地填充空腔。
40.三维支撑结构可以包括在过滤器本体的流入侧与流出侧之间在流动方向上彼此前后布置的三个网格层。中央网格层的开口可以从其他两个网格层的开口偏移。具体地，网格层各自具有杆和开口的相同的配置。这允许用表面过滤层、特别是用表面过滤层的微粒有效地填充空腔。
41.三维支撑结构可以包括在过滤器本体的流入侧与流出侧之间在流动方向上彼此前后布置的三个网格层。两个外网格层的开口可彼此一致地布置。具体地，网格层可以各自具有杆和开口的相同配置。一致应理解为在过滤器操作中相对于气体流的流动方向一致。
42.一个网格层、另一个网格层和/或中央网格层的开口可以是三角形的、四边形的，特别是正方形的、长方形的、菱形的或钻石形的或平行四边形的、多边形的、圆形的和/或椭圆形的。
43.连接两个相邻网格层的腹板或杆各自可以布置成偏离两个网格层的节点。具体地，它们可以布置在两个相邻节点之间的中间。这意味着连接两个相邻网格层的腹板或杆在两个节点之间的区段(特别是在中间)中的两个网格层上开始。以此方式，在两个相邻的网格层之间形成笼结构，笼结构非常适合用于保留表面过滤层的微粒、特别是第一层的微粒，并且尤其是在横向于网格层的平面的方向上防止移动。笼结构本身具有尽可能小的表
面积，以便不阻碍气体流。例如，当两个网格层偏移使得一个网格层的节点以另一个网格层的开口的中心为中心时，这种布置是有利的。在正交投影中，一个网格层的节点然后位于另一网格层的开口的中心处。在这种情况下，将两个网格层彼此连接的杆或腹板还可以与两个网格平面正交，并且可以各自在位于相应网格层的平面中并且连接相应网格层的相邻节点的杆或腹板的中心处开始。
44.还可想到的是，各自连接两个相邻网格层的杆或腹板被布置在一个网格层的节点处并且偏离对应的另一个网格层的节点。这意味着，腹板或杆在一个网格层的节点处开始，但是在相应的另一个网格层的两个节点之间的区段中终止。例如，腹板或杆可以开始于位于流入侧处的网格层的节点处，但是终止于中央网格层的两个节点之间的区段中。类似地，腹板或杆可以从位于流出侧上的网格层的节点处开始，但是终止于中央网格层的两个节点之间的区段中。同样，以此方式，在两个相邻的网格层之间形成了相应的笼结构，相应的笼结构非常适合于保留表面过滤层的微粒，特别是该第一层的微粒。
45.术语网格层具体地描述了具有在第一方向上延伸的若干相互平行取向的腹板或杆和在第二方向上延伸的若干其他相互平行取向的腹板或杆的层。第一方向和第二方向相对于彼此成角度，特别是成90
°
的角度。因此，腹板或杆一起形成网格或网。在第一方向上延伸的腹板或杆与在第二方向上延伸的腹板或杆相交的区段形成节点。然后，在两个节点之间存在相应的腹板或杆延伸而不中断的区段。
46.至少两个网格层限定了孔结构。孔结构具有特别是在1μm至10000μm、特别是在100μm至2000μm的孔径。孔径表示微粒、特别是圆形微粒的仅可以容纳在孔中的最大直径。两个网格层产生参数孔，即，由至少两个网格层相对于彼此的布置形成的孔。网格层的孔因此不是随机布置的而是参数控制的。可能的是，例如借助于随机发生器引起孔的故意随机性，使得甚至以此方式形成的孔(看起来是随机形成的)是以参数方式产生的。当使用可以更好地应对不规则分布的打印工艺时，这是有利的。例如，在光固化、微粒喷射和熔融沉积建模中，在cad中定义的孔结构直接在材料中实施。在通过熔化或黏合粉末在粉末床中工作的工艺(选择性激光烧结、选择性激光束熔化、粘合剂喷射)中，可取的是在cad中不将孔结构绘制为固体材料，而是产生激光路径或黏合点。被控制在某个参数范围内的不规则性，连同材料的晶粒尺寸的不规则结构一起，然后产生以增材方式制造的基体的实际孔。因此，限定孔的腹板本身也可以是多孔的。
47.过滤器本体可以进一步包括三维基础结构，三维基础结构在下文中还将被称为“母孔结构”。三维支撑结构布置在母孔结构的流入侧上。母孔结构具有不同于三维支撑结构的结构，母孔结构尤其具有比三维支撑结构更大的开口或孔。表面过滤层位于三维支撑结构背离母孔结构的一侧。母孔结构为过滤器元件提供了附加的稳定性。母孔结构还允许气体流(该气体流已经被支撑结构打旋)在其离开过滤器元件之前平静下来。
48.三维母孔结构可以具有比三维支撑结构更大的孔径。过滤器本体可以包括uv交联的热固性聚合物材料作为主要组分，特别是用于三维支撑结构以及(如果适用的话)母孔结构。主要组分可包括聚乙烯、聚砜或聚苯硫醚、聚酰胺(例如在激光烧结中的尼龙)或聚乳酸或这些材料的混合物。
49.母孔结构和三维支撑结构可以以增材制造工艺、特别是3d打印工艺制造。具体地，可以以相同的增材制造工艺制造两种结构。这允许快速地制造过滤器本体并且因此快速地
制造过滤器元件。
50.母孔结构和三维支撑结构都可以由固体材料或由多孔材料形成。
51.母孔结构可以与三维支撑结构相区别，例如，区别在于母孔结构建立和/或限定过滤器本体的轮廓，而三维支撑结构遵循过滤器本体的这个轮廓并且建立到表面过滤层的连接。
52.还应该指出，如果期望的话，母孔结构还可以在没有增材制造工艺的情况下制造。然而，在那种情况下，将不利用由增材制造工艺可实现的优点。
53.过滤器本体可以进一步包括三维支撑结构，该三维支撑结构被配置成在过滤器本体上形成附加部件(诸如过滤器元件头部或过滤器元件脚部等)或将此类附加部件附接到过滤器本体。这样的三维支撑结构也可以形成母孔结构，或者母孔结构可以形成这样的三维支撑结构。
54.过滤器本体可以包括与主组分不同的至少一种附加组分，其中该至少一种附加组分具体包括纤维、特别是短纤维或填充塑料。附加组分可以具有以下性能中的至少一种：抗静电性能、传导性能、抗菌性能、杀真菌性能、阻燃性能。
55.过滤器元件可以被设计成中空本体，其中过滤器本体的流入侧位于中空本体的外侧上并且该过滤器本体的流出侧位于中空本体的内侧上。在穿过过滤器本体的横截面中，过滤器元件可以是圆柱形的、杉树形的、薄板形的或多边形的。此类横截面非常适合于在过滤器本体的流入侧上产生最大可能的表面积，同时仍为过滤器元件提供足够的固有稳定性。
56.过滤器元件此外可以具有箱状形状、特别是长形的箱状形状。箱可以具有分别由箱的长边和宽边形成的两个相对的宽侧壁。在箱的端面处，在深度方向上延伸的两个窄壁连接两个宽侧壁。长形意味着过滤器元件在纵向方向上的延伸显著大于在宽度方向上的延伸。在任何情况下，箱在深度方向上的延伸明显小于在纵向和宽度方向上的延伸。
57.过滤器元件可以另外包括过滤器头部和/或过滤器脚部以在开口端处封闭中空过滤器本体。具体地，过滤器脚部和/或过滤器头部可以被形成以便改进过滤器元件的固有稳定性。例如，过滤器元件可以被保持在或支撑在过滤器头部和/或过滤器脚部上。
58.具体地，在此方面可以设想一种布置，在该布置中，过滤器头部被布置在过滤器元件的第一端处并且过滤器脚部被布置在过滤器元件的与第一端相对的第二端处。
59.过滤器头部和/或过滤器脚部具体可以与基部本体整体形成或与基部本体形成一体件。这旨在具体表示过滤器头部和/或过滤器脚部是以与基部本体相同的增材工艺形成的。这样的整体设计可以通过避免通常构成弱点的接头来增加整个过滤器元件的稳定性。此外，在制造期间可避免工艺步骤、可能的再冷却等。过滤器头部和/或过滤器脚部可以由与过滤器本体相同的聚合物材料形成。然而，过滤器头部和/或过滤器脚部将通常是无孔的。当然，过滤器头部和/或过滤器脚部也可以由相应的特别匹配的聚合物材料形成。
60.过滤器本体以及(如果适用的话)表面过滤层可以包括热塑性聚合物材料作为主要组分，该热塑性聚合物材料特别是为聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯硫醚(pps)、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺(pa)、聚乙烯醇(pva)、聚乳酸(pla)或基于其的热塑性混合聚合物。主要组分在总构成中通常具有比附加的组分更大的份额；过滤器本体以及(如果适用的话)表面过滤层可以很好地具有若干主要组分或者该主要组分可以是混合聚合物。聚乙烯醇的添加可以
具体地用于产生孔结构，因为许多聚乙烯醇是容易溶于水的，并且因此可以通过将聚乙烯醇结合到过滤器本体或表面过滤层的材料中并且随后用水对其进行处理而形成空腔。水的添加还使得能够靶向地产生孔结构。通过这种处理，孔结构、特别是孔径可以被很好地调整。
61.过滤器本体以及(如果适用的话)表面过滤层还可以包括作为主要组分的热固性聚合物材料，具体是环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、硅树脂、聚氨酯树脂或者基于其的混合聚合物。特别地，可以使用适合于光固化或激光烧结的聚合物材料。
62.以热固性聚合物材料作为主要组分，尤其可想到的是，过滤器本体或表面过滤层包括作为主要组分的uv交联的热固性聚合物材料(例如环氧丙烯酸酯)。可替代地，可以想到通过热交联和/或在潮湿环境中交联的聚合物材料。
63.过滤器本体以及(如果适用的话)表面过滤层除了一种或更多种主要组分之外还可以包括与主要组分不同的至少一种附加组分。
64.适合的附加组分包括纤维，特别是人造短纤维或短纤维。纤维可以用于增加强度并且可以例如具体地作为玻璃纤维、陶瓷纤维或诸如芳族聚酰胺等的塑料纤维来提供。例如，纤维可以是碳纤维。天然纤维也是可能的。此类纤维的混合物以及所谓的填充塑料(塑料混合物)的使用也是可能的。
65.填充塑料或混合物是加工塑料，所谓的添加剂(填充剂、添加剂、纤维等)已经通过某些工艺添加到加工塑料中以便能够特别适配它们的特性。
66.过滤器元件(过滤器本体以及(如果适用的话)表面过滤层)还可以具有带抗静电特性的附加组分。这种附加组分的示例是烟灰微粒。
67.仍进一步的实施例可以包括例如由银或已经实施电子的所谓的掺杂塑料微粒制成的附加组分导电微粒。
68.其他可能的附加组分可以具有抗菌特性。为此目的可以想到银、铜或氧化钛(tio2)。
69.仍其他可想到的附加组分可以具有杀真菌特性。这可以抑制在过滤器本体和/或表面过滤层上形成真菌。例如，这种附加组分可以是铜。
70.已经证明，如果附加组分具有阻燃特性是有利的。这可以降低过滤器本体的可燃性并且(如果适用的话)降低表面过滤层的可燃性。这在过滤可燃性粉尘方面是特别有利的。这样的组分可以是例如基于聚甲醛(pom)、聚砜(psu)或聚苯硫醚(pps)的塑料。基于氢氧化铝(ath)、氢氧化镁、有机溴化化合物或层状硅酸盐的组分也是可能的。
71.增材制造工艺允许制造分形表面结构。这允许对于过滤器元件的给定尺寸非常有效地增加可用于过滤的表面积。甚至可以形成表面过滤层的表面，使得产生莲花效应，这有利于表面过滤层的清理。
72.特别地，过滤器元件可以包括以基于光聚合的增材制造工艺制造的过滤器本体。连续液体界面生产方法特别适合此目的。与其他3d制造方法相比，连续液体界面生产方法具有部件的更快制造速度的优点，因为与其他3d制造方法的显著的逐层结构相比，该部件是从在预定位置固化的聚合物溶液中连续抽出的。
73.其他增材制造工艺还适合用于制造在此建议的过滤器元件。在选择性激光烧结(sls)或选择性激光熔化(slm)中，通过用激光选择性照射由粉末状起始材料制造空间结
构，使得粉末状起始材料的大体上点状烧结发生在对应的照射体积中。激光穿过粉末状起始材料的层，并且仅在其中在层中发生粉末状起始材料的烧结的那些位置处有目的地被激活。过滤器本体以及(如果适用的话)表面过滤层因此是逐层构建的。激光束的效应允许制造任何三维几何形状，例如也具有不能通过常规烧结制造的底切。也可以通过激光束的适当调节容易地控制孔结构。另一种合适的增材制造工艺是所谓的粘合剂喷射，其中粉末状起始材料在层中的选定位置处黏合到粘合剂，以便由此制造过滤器本体以及(如果适用的话)表面过滤层。在粘合剂喷射工艺中，通常将粉末或微粒层施加到高度可调节的平台，并且借助于粘合剂将其黏合到该层的将形成过滤器本体的孔壁或表面过滤层的位置。为此目的，类似于普通喷墨打印机，使用施加粘合剂而不是墨的打印头。
附图说明
74.下面将参考附图更详细地描述本发明，这些附图仅被理解为示例性的。它们是示意性的，不是按比例的，并且仅示出对于理解本发明必不可少的特征。应理解的是，可以存在如本领域的技术人员熟悉的另外的特征。在附图中，相同的附图标记各自表示相同或相应的元件。附图示出了：
75.图1是根据本发明的具有过滤器头部和过滤器脚部的过滤器元件的实施例；
76.图2是穿过过滤器元件在图1中标示为ii-ii的位置处的截面的中心部分；
77.图3是图2的剖视图的放大剖视图；
78.图4是图2的实施例的三维支撑结构的放大立体图；
79.图5是用于制造根据本发明的过滤器元件的示例性方法；
80.图6是根据本发明的用于过滤器元件的示例性制造方法的示意图；以及
81.图7是用于根据本发明的过滤器元件的另一种可能的制造方法的示意图。
具体实施例
82.单独的示例性实施例的特征也可以在其他示例性实施例中实现，条件是它们在技术上是可行的。因此，它们可互换，即使在下文中每次不单独指出。
83.图1示出了具有由塑料制成的过滤器本体2的过滤器元件1。过滤器本体是借助于增材制造工艺由聚合物材料制成。过滤器元件1具有箱状形状，特别是窄箱的形状，其在纵向方向(在图1中，方向x)和宽度方向(在图1中，方向y)上的延伸显著大于在深度方向(在图1中，方向z)上的延伸。具体地，过滤器元件在纵向方向上和/或在宽度方向上的延伸是在深度方向上的延伸的至少两倍大或甚至至少五倍大或甚至至少十倍大。过滤器元件在纵向方向x和宽度方向y上可以具有大致相同的尺寸。如果需要的话，过滤器元件在宽度方向y上还可以稍微小于在纵向方向x上，但是在任何情况下在宽度方向y上的延伸也显著大于在深度方向z上的延伸。
84.此外，过滤器元件1具有过滤器头部3和过滤器脚部4，其中过滤器头部3被布置在过滤器元件1的第一侧5上的端部处，并且过滤器脚部4被布置在过滤器元件1的与第一侧5相对的第二侧6上的端部处。图1中所示的过滤器元件1的实施例被保持在布置在边缘上的隔板7上，隔板7是未更详细地图示的过滤器装置的一部分，并且将过滤器装置的流入侧8与流出侧9间隔开。流入侧8(也可以被称为原料气体侧)对应于装载有杂质的气体流(所谓的
原料气体)撞击过滤器元件1的一侧，并且流出侧9(也可以被称为清洁气体侧)对应于清除杂质的气体(所谓的清洁气体)被排出的一侧。因此，过滤器元件1具有流入侧和流出侧。
85.过滤器元件1使其过滤器头部3“侧向地”紧固到隔板7，该隔板7布置在边缘上，即其从隔板7沿x方向延伸。图1示出了过滤器元件1的所谓的清洁流体侧安装，其中，过滤器头部3的侧表面(该侧表面在两侧上在y方向上突出超过过滤器本体2并且被定向成朝向过滤器脚部4)在流出侧9上附接到隔板7，并且过滤器元件1的过滤器本体2突出穿过隔板7中的开口。在过滤器头部3与隔板7之间可以看到密封件10，该密封件10用于在流入侧8与流出侧9之间进行密封。这允许过滤器元件1从“清洁”流出侧9被替换。在此处图示的示例性实施例中，过滤器脚部4封闭过滤器本体2的一端，使得清洁流体通过过滤器头3离开过滤器本体2。
86.可替代地，还可以想到过滤器元件1的所谓的原料气体侧安装，其中，过滤器头部3从流入侧8被紧固到隔板7，其中过滤器头部3的侧表面被指向远离过滤脚部4。过滤器元件1因此经由流入侧8被安装和移除。
87.当然，还可以想到以悬挂的方式而不是侧向地紧固过滤器元件1。然后在过滤器装置中以例如在下部流入侧8与上部流出侧9之间的中间地板的方式横向地、优选地水平地设置隔板7。同样，在过滤器元件1的这个悬挂的安装位置中，可以提供过滤器元件1的清洁气体侧或原料气体侧的安装。
88.过滤器本体2包括多孔的、特别是通流多孔的结构，该结构能以不同的方式形成。图3中示出了示例性实施例。通流多孔结构被理解为形成连贯本体的结构，然而连贯本体是从过滤器本体2(即，对气体的通过是可渗透的本体(在这种情况下是过滤器本体2))的流入侧8到过滤器本体2的流出侧9的通流多孔。
89.此外，根据本发明的过滤器元件1的过滤器本体2也是固有稳定的，这意味着过滤器本体2形成这样的固体本体结构：当例如如图1中所示，过滤器本体仅在其纵向方向上的一端(过滤器头部)处被固持或者另外在其在纵向方向上被过滤器脚部处的附加支撑结构间隔开的两端处被固持时，过滤器本体可以通过其自身支撑其自身的重量。然而，在过滤器本体2之外，过滤器元件1不具有由与过滤器本体2相同的材料制成的任何进一步的骨架或支撑结构。在另外的实施例中，过滤器元件可以具有可插入到过滤器本体2中的附加结构，诸如弹簧或其他元件等。
90.此类过滤器元件1例如用于大型工业工厂中以用于清洁排放气体，并且过滤器元件1具有1cm至5m、特别是5cm至3m的长度以及0.55cm至200cm、特别是1cm至100cm的宽度以及0.5cm至50cm、特别是1cm至25cm的深度。过滤器元件可以具有关于流体流动的0.0015m2至25m2的可用于过滤的横截面面积。当表面过滤层借助于凸起/凹陷、表面粗糙度、分形几何形状或其他结构化表面适当地结构化时，实际可用于表面过滤的表面积可以比横截面面积大得多。
91.图2示出了过滤器本体2沿着图1中的线ii-ii的长度并且在远离边缘的中心部分中的横截面轮廓。可以看到，过滤器本体2被形成为空心本体，并且在此示出的示例中具有杉树状横截面11。然而，还可以想到圆形、圆柱形或多边形的横截面面积。
92.杉树状设计是特别适合的，因为，与例如具有过滤器元件1的大致可比较体积的光滑长方体横截面面积相比，它形成了位于流入侧8(外侧)上的更大的表面积，并且因此对于到达那里的原料气体的过滤是有效的。流出侧9位于中空本体的内侧。在穿过过滤器元件的
过滤器本体之后，被清洁的气体大致正交于横截面平面流动至过滤器头部。
93.可见，杉树状横截面11具有以一定间隔的连续的中间壁12，中间壁12将内部中空空间或空腔划分为多个更小的中空腔室13。中间壁12用于确保过滤器本体2的稳定性，并且其数量可以根据所期望的稳定性进行选择。当过滤器本体2具有足够的固有稳定性时，还有可能省略中间壁12的设置。
94.为了从原料气体中过滤杂质，过滤器本体2在其流入侧8上具有表面过滤层14，如在图3中示意性地并且通过示例示出的。
95.表面过滤层14形成主过滤器部件。由于表面过滤层的表面的小孔径，截留了待过滤出的杂质(微粒)。这种材料根本不渗透或仅以非常小的程度渗透到过滤器本体2中，过滤器本体2主要充当可以由清洁流体通过的在原料气体侧(流入侧8)与清洁气体侧(流出侧9)之间的分离部件。
96.表面过滤层14具有多孔结构，与过滤器本体2一样，并且被布置在过滤器本体2的流入侧8上或在流入侧上部分地布置在过滤器本体2中。表面过滤层14中的平均孔径显著小于过滤器本体2的平均孔径。选择表面过滤层14中的平均孔径，使得待从原料气体中过滤的杂质不能穿过表面过滤层14，并且沉积在流入侧上的表面过滤层14的表面上。
97.过滤器本体2在表面过滤层14外侧的区域中可以具有约100μm至2000μm的平均孔径，而过滤器本体在如下的过滤器本体的区域中具有许多情况下在0.1μm至200μm范围内的较小的平均孔径：在该区域中形成表面过滤层14。
98.增材制造至少三维支撑结构23，其在下文中更详细地描述，至少三维支撑结构23确保了表面过滤层14到过滤器本体2的牢固连接。然而，还可以增材制造过滤器元件1的另外的构成部分，诸如像形成多孔基底结构的母孔结构40、用于另外的部件(诸如过滤器头部3和/或过滤器脚部4等)的支撑结构以及过滤器头部3和/或过滤器脚部4等。
99.增材制造工艺被理解为其中通过沉积材料在数字3d设计数据的基础上逐层构建部件的工艺。在通常的语言使用中，增材制造工艺也被称为3d打印工艺。已知的增材制造工艺是例如光固化、选择性激光烧结(sls)、粘合剂喷射或熔融层建模/制造(flm)。
100.增材制造工艺特别适合于制造复杂的几何形状，诸如具有底切、空腔或重叠的那些几何形状等，复杂的几何形状不能使用常规制造方法来制造。
101.图3示出了具有过滤器本体2的过滤器元件1的示例性实施例，过滤器本体2具有多层或多相结构。过滤器本体2的结构具有支撑结构。支撑结构被设计成使得它给予过滤器元件1或过滤器本体2固有的稳定性并且是足够多孔的以允许气体流以相对低的压力损失流过过滤器本体2。在支撑结构的流入侧上，过滤器本体2的结构具有称为“母孔结构”的基本结构40。母孔结构40形成有粗孔、气体可渗透的配置，然而其固有地稳定，即能够支撑其自身或固有重量，而无需附加的支撑元件的帮助。这种粗孔配置与过滤器本体2的其他层或相相比、特别是与表面过滤层14相比具有更大的孔径。母孔结构40形成为桁架或框架结构，这给予过滤器本体2具有低固有重量的基本稳定性。框架结构被视为示例，并且还存在具有最低可能的固有重量和/或具有最低可能的流动阻力的良好的固有稳定性的可以想到的其他结构，例如仿生结构。支撑结构此外在过滤器本体2的相应部分中形成另外的部件(诸如过滤器头部或过滤器脚部等)或者被设计成将这样的部件附接到过滤器本体2。
102.在母孔结构40的流入侧41(该流入侧41被布置在图3中的母孔结构40的右侧)上布
置了被设计为桁架或框架结构的三维支撑结构23。与过滤器本体2以及母孔结构40一样，支撑结构23是通过增材制造来制造的部件。增材制造允许支撑结构23在单独的支撑结构部件之间具有相对大的空腔26，并且仍提供足够的稳定性，以产生稳定的过滤器层，特别是提供到表面过滤层14的稳定且永久的连接。在本实施例中，这是通过具有网格状结构的支撑结构23来实现的，该网格状结构包括在气体流的流动方向上彼此前后布置的三个网格层23.1、23.3、23.2。
103.图4示出了三维支撑结构23的基本结构的立体图。用于图3的剖视图的截面平面的位置也在图4中表示出，应当理解，为了清楚起见，在图4中既没有图示出表面过滤层14的第一层27和第二层28，也没有图示出母孔结构40。三维支撑结构23包括：第一网格层23.1，该第一网格层23.1形成支撑结构23的流入侧并且限定过滤器本体2的流入侧；第二网格层23.2，该第二网格层23.2形成支撑结构23的流出侧并且面向过滤器本体2的流出侧；以及第三网格层23.3，该第三网格层23.3在流动方向上形成在第一网格层23.1与第二网格层23.2之间的中间层。空腔26形成在网格层23.1至网格层23.3之间并且在网格层23.1至网格层23.3中。第一网格层23.1也被称为前网格层，第二网格层23.2被称为后网格层，而第三网格层23.3被称为中央网格层。
104.网格层23.1至网格层23.3大体上彼此平行地对准。相对于彼此高达10
°
的偏差也被认为是大体上平行的。网格层23.1至网格层23.3布置成使得气体流g从大体法线方向撞击前网格层23.1，然后依次穿过网格层23.1、23.2、23.3。网格层23.1至网格层23.3各自由在节点25处彼此连接的杆24.1和杆24.2形成。杆24.1和杆24.2在相应的网格层23.1、23.2、23.3的平面中延伸，即当气体流穿过网格层23.1至网格层23.3时，横向于(特别是正交于)气体流的流动方向。每个网格层23.1至网格层23.3由在第一方向上延伸的一组互相平行的第一杆24.1和在第二方向上延伸并且与该组第一杆交叉的另一组互相平行的第二杆24.2形成。在本实施例中，第二方向与第一方向大致正交。第一杆24.1和第二杆24.2一起限定开口26.1(为了清楚起见，在图4中这些开口26.1中只有一个设置有附图标记)。开口26.1中的每一个由两个相邻的第一杆24.1和两个相邻的第二杆24.2形成，在这些第一杆24.1和第二杆24.2的所产生的四个相交部之间。交叉点也称为节点25。对于三个网格层23.1、23.2、23.3中的每个，开口26.1形成所谓的参数控制的孔，气体流可通过该孔穿过相应的网格层23.1至网格层23.3。特别地，彼此平行对准的两个相邻杆24.1和彼此平行对准的两个相邻杆24.2在其间形成开口26.1中的相应一个。由此形成的开口26.1在图4中具有四边形形状，特别是正方形形状。可替代地，开口26.1也可以是三角形的、正方形的、长方形的、钻石形的或菱形的、平行四边形的、多边形的、圆形的或椭圆形的。对于开口26.1的可替代实施例，相应的网格层可以具有多个杆或多组杆的相应不同的布置，该多个杆或多组杆连接在一起限定具有多个转角的相应开口26.1，例如，蜂窝(六边形)开口26.1。开口26.1还可以在相应的网格层内具有不同的形状，例如交替的五边形和六边形。
105.网格层23.1至网格层23.3通过也称为网格层连接杆的第三杆24.3互连。这些网格层连接杆24.3在横向于连接它们的相应网格层23.1、23.3或23.2、23.3的平面的方向上延伸。特别地，网格层连接杆24.3在垂直于连接它们的相应网格层23.1、23.3或23.2、23.3的平面的方向上延伸。在所图示的实施例中，前网格层23.1和中央网格层23.3彼此之间的距离与后网格层23.2和中央网格层23.3彼此之间的距离相同。网格层23.1至网格层23.3之间
的距离也可以彼此不同，即网格层23.1和网格层23.3之间的距离不同于网格层23.2和网格层23.3之间的距离。在所图示的实施例中，网格层连接杆24.3大体上沿着气体流g的流动方向对准。
106.相对于流入侧上的前网格层23.1，网格层连接杆24.3布置成从节点25偏移。同样，相对于相邻的中央网格层23.3，网格层连接杆24.3布置成偏离各个节点25。这意味着，例如，网格层连接杆24.3中的相应一个的一端(前端)从在两个节点25之间(更确切地说，在两个节点25之间的中间)的区段中的前网格层23.1的第一杆24.1中的一个开始，而网格层连接杆24.3的另一端(后端)终止于中央网格层23.3的第二杆24.2中的一个的在两个节点25之间(更确切地说，在两个节点25之间的中间)的区段中。这同样适用于网格层连接杆24.3，其一端从在两个节点25之间(更确切地说，在两个节点25之间的中间)的区段中的前网格层23.1的第二杆24.2之一开始，并且其另一端(后端)终止于中央网格层23.3的第一杆24.1之一在两个节点25之间(更确切地说，在两个节点25之间的中间)的区段中。因此，网格层连接杆24.3各自将一个网格层21.1的第一杆24.1连接到相邻网格层24.3的第二杆24.2、在不位于节点25处的区域中(更确切地说，位于两个节点25之间的中间)。
107.由于这种布置，空腔26在彼此之间形成笼状结构，所谓的参数控制的孔。这同样适用于将后网格层23.2连接至中央网格层23.3的网格层连接杆24.3。
108.连接杆24.3的不同定向也是可能的，例如倾斜于气体流g的流动方向。通过中央网格层23.3相对于前网格层23.1的相应不同的偏移，还可想到图中未示出的布置，其中，相对于流入侧上的前网格层23.1，网格层连接杆24.3布置在节点25处，并且相对于相邻的中央网格层23.3，网格层连接杆24.3布置成相对于相应的节点25偏移。然后，网格层连接杆24.3的一端(前端)将终止于前网格层23.1的杆24.1与杆24.2交叉的相应节点25之一，并且网格层连接杆24.3的另一端(后端)将终止于位于第三(中央或中间)网格层23.3的杆24.1之一或杆24.2之一处的两个相邻的节点25之间。因此，网格层连接杆24.3然后将在不位于节点25处的区域中将前网格层21.1的节点25连接至中央网格层24.3的杆24.1或24.2。还通过这样的布置，空腔26在彼此之间形成笼形结构，所谓的参数控制的孔。这同样适用于将后网格层23.2连接至中央网格层23.3的网格层连接杆24.3。相对于流出侧上的后网格层23.2，网格层连接杆24.3布置在节点25处。然而，相对于相邻的第二(中央)网格层23.3，网格层连接杆24.3布置成偏离各个节点25。
109.在示例性实施例中，网格层23.1至网格层23.3各自具有相同且规则的网格结构，这意味着相应网格层23.1至网格层23.3的开口26.1和杆24.1、24.2的布置具有规则的图案，该规则的图案具有杆24.1、24.2相对于彼此和/或开口26.1的重复配置。
110.在示例性实施例中，前网格层23.1和后网格层23.2相对于彼此一致地布置，并且中央网格层23.3布置成偏离网格层23.1和网格层23.2。特别地，前网格层23.1的开口26.1和后网格层23.2的开口26.1相对于气体流的流动方向彼此对准，并且中央网格层23.3的开口26.1相对于气体流的流动方向横向地偏移，特别是在与流动方向正交的方向上偏移，使得中央网格层23.3的杆24.1、24.2能够在流动方向上被看到分别位于网格层23.1的开口26.1以及网格层23.2的开口26.1的后面和前面。在图示的实施例中，中央网格层22.3从前网格层23.1和后网格层23.2的偏移被选择为使得中央网格层23.3的节点25与前网格层23.1的开口26.1和后网格层23.2的开口26.1的中心精确地对准。以此方式，使网格层23.1、
23.2、23.3互连的第三杆24.3可以正交于网格层23.1、23.2、23.3的平面。虽然所有三个网格层23.1、23.2和23.3均具有相同的规则的网格结构，但是当穿过由网格层23.1、23.2、23.3限定的多孔结构(三维支撑结构23)时，中央网格层23.3相对于其他两个网格层23.1、23.2的偏移导致气体流的一种障碍。
111.以此方式，有可能通过三个网格层23.1、23.2、23.3的极其不复杂的几何形状(并且因此具有很少的费用)来形成笼结构，该笼结构极好地适合于将用于形成表面过滤层14的材料嵌入在三维支撑结构23的空腔26.1中、特别是在前网格层23.1与中央网格层23.3之间的空腔26.1中，并且将其保持在那里以防止在气体流g的流动方向上的进一步输送。
112.三个网格层23.1至23.3仅作为示例性实施例描述。也可以仅使用两个网格层或多于三个网格层用于支撑结构。
113.在网格层23.1、23.2、23.3中的相应一个网格层内的杆24.1和杆24.2之间以及在网格层23.1至网格层23.3与网格层连接杆24.3之间形成空腔26，当三维地观察时，空腔26彼此连接，使得气体流g可从流入侧8流过空腔26至流出侧9。在前网格层23.1和中央网格层23.3之间的空腔26中，布置有表面过滤层14。表面过滤层14是通过将第一类型的微粒27.1引入和接纳到空腔26中，使得第一类型的微粒27.1被嵌入在其中的方式形成的。实现了用第一类型的微粒27.1填充空腔26，使得具有1μm至200μm孔径的第一层27形成。例如，第一类型的微粒27.1可以具有25μm至200μm的粒径。在示例性实施例中，第一类型的微粒27.1主要容纳在前网格层23.1和中央网格层23.3之间的空腔26中。对此，若干第一类型微粒27.1各自占据空腔26中的一个空腔26并部分地形成附聚物，在一些情况下甚至与容纳在相邻空腔26中的第一类型的微粒27.1附聚。由此通过三维支撑结构23与第一类型的微粒27.1的相互作用形成的第一表面过滤层27具有比三维支撑结构23本身更小的孔径。第一表面过滤层27形成可施加到其他层、特别是第二表面过滤层28或其他表面过滤层的基础。
114.将第二表面过滤层28从流入侧施加至第一表面过滤层27。第二表面过滤层28在流入侧8上形成过滤器元件1的表面。在图示的实施例中，表面仅由第二表面过滤层28形成，至少大部分仅由第二表面过滤层28形成。第二表面过滤层28大体上布置在三维支撑结构23和第一表面过滤层27上，并且朝向外部覆盖第一表面过滤层27。在实施例中，第二表面过滤层28包括多个第二类型的微粒28.1(具有0.1μm至20μm的粒径)，使得第二表面过滤层28具有0.1μm至20μm的孔径。因此，第二表面过滤层28的孔径小于第一表面过滤层27的孔径，且再次小于沿气体流流动方向的层或结构的孔径。微粒28.1的尺寸允许微粒28.1沉降在第一表面过滤层27中形成的孔中，并且还至少部分地覆盖在表面过滤层27的表面上。表面过滤层27的孔和表面过滤层28的孔彼此相对设置，使得它们允许气体流流过它们。由于第二表面过滤层28的小孔径，包括该表面过滤层28的过滤器元件1可被良好且有效地清理。
115.在另外的实施例中，还存在可想到的配置，其中第二表面过滤层28不完全覆盖第一表面过滤层27，并且如果适用，也不覆盖朝向外部的三维支撑结构23。在这些实施例中，第一类型的微粒27.1以及(如果适用的话)三维支撑结构23的部分暴露于外部。过滤器元件1的表面由此由与第一表面过滤层27配合的第二表面过滤层28以及(如果适用的话)三维支撑结构23形成。
116.在操作期间，不断增加的杂质的量积聚在表面过滤层14上并且形成滤饼，该滤饼的厚度随时间而增加并且逐渐封闭表面过滤层14的孔。这削弱了通过过滤器元件1的气体
流，使得必须不时地清理表面过滤层14。常规地，这是借助于压缩空气脉冲完成的，压缩空气脉冲通常从清洁流体侧施加到过滤器元件1。为了能够在过滤器元件1的操作期间做到这一点，例如，过滤器元件可以经受压缩空气脉冲，使得压力波动产生并且传输穿过过滤器元件1到达作为滤饼粘附到过滤器元件1的杂质，并且所沉积的杂质从表面过滤层14上掉落，由此清理孔并且使它们再次被“释放”。
117.图5示出了用于制造固有稳定的通流多孔过滤器元件1的方法的流程图。首先，在第一步骤70中，使用增材制造工艺制造支撑结构。在第二步骤72中，然后可以将母孔结构40施加到该支撑结构。随后，在第三步骤74中，可使用相同的增材制造工艺将三维支撑结构23布置在母孔结构40上。在这个工艺中，空腔26形成在三维支撑结构23中。上文分开描述的形成支撑结构(步骤70)、形成母孔结构40(步骤72)和形成三维支撑结构23(步骤74)的步骤也可以在一个单一的增材制造工艺中执行，例如通过使用3d印刷机同时打印所有三种结构。
118.这之后在步骤76中，通过用第一类型的微粒27.1部分地填充三维支撑结构23的空腔26以形成第一表面过滤层27来形成表面过滤层。在示例性实施例中，微粒27.1主要填充形成在网格层23.1和网格层23.3之间的空腔26。在步骤78中，第二表面过滤层28布置在第一表面过滤层27上，其中微粒28.1部分地填充形成在微粒27.1之间的中间空间。第二表面过滤层28在第一表面过滤层上形成多孔表面，该多孔表面在过滤器本体2上具有最小孔径。
119.可以使用增材制造工艺来执行整个示例性方法。表面过滤层可以例如经由材料梯度(sls、slm、粘合剂喷射)、粘合剂或聚合物中的添加剂(fdm、sla、粘合剂喷射)、经由来自cad的体素(微粒喷射、粘合剂喷射、多喷射融合)、机器路径和激光扫描速度(sls、slm)来实现。在另一个示例性实施例中，步骤70至步骤74可以使用增材制造工艺执行，并且步骤76、78可以使用开始时所描述类型的一个或更多个涂覆工艺执行。
120.图6和图7示意性地示出了用于制造过滤器元件1或至少用于制造过滤器本体2的两种可能的增材制造工艺。
121.图6示出了根据“自下而上”原理的示例性工艺，这意味着待制造的部件从“底部”到“顶部”构建。示意性地示出的制造方法如下进行：在容器100中布置可降低的底板101，该可降低的底板101还可以被称为承载板101。将例如作为颗粒或粉末的塑料微粒103以预定剂量(例如借助于剂量辅助件102)施加到该承载板101。
122.然后将粘合剂、溶剂和/或水的混合物104例如借助于剂量辅助件105选择性地施加到预定位置，以便将那里的塑料微粒103彼此连接，以便因此形成待制造的部件的第一层。剂量辅助件105可以被设计为例如打印头(喷墨)。
123.在下一步骤中，降低承载板101并且重复该过程。这样做直到待制造的部件已经完全生产。之后，可以去除未粘附的塑料微粒103并且允许包含在混合物104中的水和/或溶剂蒸发，从而形成多孔体。
124.代替使用水和/或溶剂，还可以想到使用易于溶解的树脂，易于溶解的树脂最后可以从部件中洗出以便产生孔隙率。
125.这种工艺也可以被称为粘合剂喷射工艺。
126.还可以想到使用纯粘合剂(即，不添加溶剂和/或水并且不添加易溶性树脂的粘合剂)来代替粘合剂混合物。借助于剂量辅助件105将该粘合剂选择性地施加到单独的位置以便将它们彼此粘附。
127.根据“自下而上”原理操作的另一种工艺是如上所描述的选择性激光烧结(sls)，其中激光穿过粉末状起始材料的层，以便在该层的预定位置处选择性地实现粉末状起始材料的烧结。
128.图7示意性示出了根据“自上而下”原理的示例性工艺，这意味着待制造的部件从“顶部”至“底部”构建。图10示出了所谓的“连续液体界面生产”工艺作为示例。连续液体界面生产工艺是光固化工艺并且与许多其他已知的增材制造方法的不同之处在于有待制造的部件是连续构建的。
129.常规的增材制造工艺通常与所谓的二维打印工艺一起工作。二维打印工艺意味着待制造的部件的(薄)层被创建，并且该工艺被重复如此频繁使得待制造的三维部件被逐层创建。
130.原理上，连续液体界面生产工艺如下进行：液体聚合物107(例如光敏合成树脂)设置在槽状平台106上。平台106的底板108对紫外光(uv光)至少部分透明。在平台106的下方，布置用于uv光的光源109(例如投影仪)，光源109发射一个或更多个uv光束110。一个或更多个uv光束110直接或通过偏转(借助于通过镜子111)被引导穿过底板108到达液体聚合物上并且精确地聚焦在液体聚合物待固化的区域上。
131.此外，用于连续液体界面生产工艺的设备具有可移动的承载板112，该承载板112可在垂直于平台106的方向上移动。因此，通过连续地移动承载板112，从平台106开始的待制造的部件缓慢地从液体聚合物107中撤出，使得液体聚合物107可以流入。刚刚生产的部件113的最后一层和平台106因此总是保持覆盖有液体聚合物107，该液体聚合物107可以由uv射线110进一步固化。
132.在液体聚合物107下方，附接了透氧膜，该透氧膜产生保持液体的过渡相，所谓的“死区”114，该“死区”114防止液体聚合物107沉积在平台106的底板108上并且固化(例如聚合)在那里。代替透氧膜，还可以想到其他半透膜，其他半透膜对于除氧之外的固化抑制剂或聚合抑制剂是可渗透的。
133.因此，“连续液体界面生产”工艺代表连续打印工艺，由此制造方法显著短于逐层生产部件的其他工艺。
134.用于制造塑料的聚合物材料的选择和构成与制造方法直接相关，反之亦然。
135.因此，过滤器本体2可以包括热塑性聚合物材料作为主要组分。这种材料包括聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)和聚苯硫醚(pps)，迄今为止，这些材料也被用作过滤器本体材料。然而，其他热塑性聚合物，诸如聚酰亚胺(pi)、聚酰胺(pa)、聚乙烯醇(pva)、聚乳酸(pla)或聚醚醚酮(peek)或热塑性混合聚合物也是可想到的。具体地，可想到分类为“工程热塑性塑料”或“高性能热塑性塑料”的热塑性聚合物。
136.根据要求过滤器元件1具有的操作条件和所产生的所需特性，可以使用热固性聚合物材料代替热塑性聚合物材料。热固性聚合物材料包括特别是环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、硅树脂以及聚氨酯树脂。同样，基于热固性聚合物材料的混合聚合物是可想到的。热固性与热塑性聚合物材料之间的主要区别在于，在热固性材料的情况下，聚合物材料被固化，并且结果是聚合物材料被更强地交联并且因此不再能被熔化。通常，这还导致更高的裂纹形成的可能性。
137.uv交联聚合物材料特别适合于连续增材制造工艺，诸如连续液体界面生产工艺。
还可以想到将该uv光辐射替换为光谱的其他特定辐射，例如红外光辐射(ir光辐射)。在这种情况下，选择通过用ir光辐射照射固化(即交联)的聚合物材料。

技术特征：
1.一种用于过滤气体流中杂质的固有稳定的通流多孔过滤器元件(1)，包括：过滤器本体(2)，所述过滤器本体(2)由塑料制成并且具有流入侧(8)和相对的流出侧(9)，其中，在所述流入侧(8)上形成表面过滤层(14)，其中，所述过滤器本体(2)包括三维支撑结构(23)，所述三维支撑结构(23)以增材制造工艺制造并且具有空腔(26)，气体能够从所述流入侧(8)穿过所述空腔(26)流到所述流出侧(9)，以及其中，所述表面过滤层(14)至少部分地填充所述三维支撑结构(23)的所述空腔(26)。2.根据权利要求1所述的过滤器元件(1)，其中，所述三维支撑结构(23)具有朝向所述流入侧(8)开放的笼结构。3.根据权利要求1或2所述的过滤器元件(1)，其中，所述三维支撑结构(23)形成篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)，每个所述篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)具有底侧和相对的开口侧，所述开口侧面向所述流入侧(8)。4.根据权利要求3所述的过滤器元件(1)，其中，所述篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)各自具有侧向边界，所述侧向边界将所述底侧连接到所述开口侧并且所述侧向边界具有开口，相邻的篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)通过所述开口彼此连通。5.根据权利要求3或4所述的过滤器元件(1)，其中，相应空腔(26)的所述开口侧具有前开口(26.1)，并且所述底侧和/或所述侧向边界具有后开口，其中，在从所述开口侧至所述底侧的正交投影中，所述底侧和/或所述侧向边界的多个后开口位于由所述开口侧的前开口(26.1)限定的区域内。6.根据权利要求3至5中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，相应空腔(26)的所述开口侧仅具有一个开口(26.1)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述过滤器本体(2)限定在所述过滤器本体(2)的流入侧(8)与所述过滤器本体(2)的流出侧(9)之间延伸的厚度方向，并且所述表面过滤层(14)在所述表面过滤层(14)的厚度的至少10％上、特别是在所述厚度的至少25％上、特别是在所述厚度的至少50％上、特别是在所述厚度的25％至100％之间、特别是在所述厚度的50％至75％之间填充所述三维支撑结构(23)的空腔(26)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述过滤器本体(2)限定在所述过滤器本体(2)的流入侧(8)与所述过滤器本体(2)的流出侧(9)之间延伸的厚度方向，并且所述表面过滤层(14)在所述三维支撑结构(23)的厚度的至少10％上、特别是在所述厚度的至少25％上、特别是在所述厚度的至少50％上、特别是在所述厚度的25％至100％之间、特别是在所述厚度的50％至75％之间填充所述三维支撑结构(23)的空腔(26)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述表面过滤层(14)包括第一层(27)，所述第一层(27)至少部分地、特别是大部分地、特别是大体上完全地填充所述三维支撑结构(23)的空腔(26)。10.根据权利要求9所述的过滤器元件(1)，
其中，所述表面过滤层(14)包括至少一个第二层(28)，所述至少一个第二层(28)从所述流入侧(8)被施加到所述第一层(27)，其中，特别地，所述第二层(28)在所述过滤器本体(2)的所述流入侧(8)上形成表面。11.根据权利要求10所述的过滤器元件(1)，其中，所述第二层(28)至少部分地占据所述第一层(27)中的空隙。12.根据权利要求10或11所述的过滤器元件(1)，其中，所述第一层(27)和所述第二层(28)具有不同的孔径，其中，特别地，所述第一层(27)的孔径大于所述第二层(28)的孔径。13.根据权利要求10至12中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，在任何情况下，所述第二层(28)包含pe、ptfe、sio2的微粒，特别是空心玻璃、实心玻璃、泡沫玻璃或砂、pps、氧化铝或所述材料中的至少两种的混合物。14.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述表面过滤层(14)至少部分地形成为涂层，但是在任何情况下，所述第一层(27)和所述第二层(28)形成为涂层，特别是借助于液相沉积、喷涂、刷涂、浸涂、烘烤和/或热喷涂工艺形成为涂层，所述热喷涂工艺特别是火焰喷涂。15.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述三维支撑结构(23)具有桁架状配置，所述桁架状配置具有在节点(25)处彼此连接的杆(24.1，24.2)。16.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述三维支撑结构(23)包括网格状结构，所述网格状结构形成至少两个网格层(23.1，23.2，23.3)，其中，一个网格层(23.1)面向所述流入侧(8)，特别地，限定所述流入侧(8)，并且另一个网格层(23.2)面向所述流出侧(9)，所述网格层(23.1，23.2，23.3)通过杆(24.3)或腹板彼此连接。17.根据权利要求16所述的过滤器元件(1)，其中，所述一个网格层和/或所述另一个网格层(23.1，23.2，23.3)具有杆(24.1，24.2)在节点(25)处互连并限定开口(26.1)的配置。18.根据权利要求16或17所述的过滤器元件(1)，其中，所述一个网格层和/或所述另一个网格层(23.1，23.2，23.3)包括规则的网格结构。19.根据权利要求16至18中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述至少两个网格层(23.1，23.2，23.3)被布置成使得所述两个网格层(23.1，23.2，23.3)中的一个网格层的所述开口(26.1)被布置为偏离所述两个网格层(23.1，23.2，23.3)中的另一个网格层的所述开口(26.1)。20.根据权利要求16至19中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述三维支撑结构(23)包括三个网格层(23.1，23.2，23.3)，所述三个网格层(23.1，23.2，23.3)在所述过滤器本体(2)的所述流入侧(8)与所述流出侧(9)之间的流动方向上彼此前后放置，其中，中央网格层(23.3)的开口(26.1)被布置成偏离另外两个网格层(23.1，23.2)的开口(26.1)。21.根据权利要求16至20中任一项所述的过滤器元件(1)，
其中，所述三维支撑结构(23)包括三个网格层(23.1，23.2，23.3)，所述三个网格层(23.1，23.2，23.3)在所述过滤器本体(2)的所述流入侧(8)与所述流出侧(9)之间的流动方向上彼此前后放置，其中，两个外网格层(23.1，23.2)的开口(26.1)以一致的方式布置。22.根据权利要求16至21中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述一个网格层、所述另一个网格层和/或所述中央网格层(23.1，23.2，23.3)的所述开口(26.1)是三角形的、四边形的，特别是正方形的、长方形的、菱形的或平行四边形形状的、多边形的、圆形的和/或椭圆形的。23.根据权利要求16至22中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，连接两个相邻的网格层的腹板或杆各自布置成偏离两个所述网格层的节点。24.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述过滤器本体(2)另外包括三维母孔结构(40)，其中，所述三维支撑结构(23)被布置在所述三维母孔结构(40)的所述流入侧(41)处。25.根据权利要求24所述的过滤器元件(1)，其中，所述三维母孔结构(40)具有比所述三维支撑结构(23)更大的孔径。26.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件(1)，其中，所述过滤器元件(1)被形成为中空本体，其中，所述过滤器本体(2)的流入侧(8)被布置在所述中空本体的外侧上，并且所述过滤器本体(2)的流出侧(9)被布置在所述中空本体的内侧上。27.一种制造用于过滤气体流中杂质的、固有稳定的通流多孔过滤器元件(1)的方法，其中，过滤器本体(2)由塑料形成并且具有流入侧(8)和相对的流出侧(9)，所述方法包括以下步骤：借助于增材制造工艺制造三维支撑结构(23)，使得空腔(26)形成在所述三维支撑结构(23)中，气体能够从所述流入侧(8)通过所述三维支撑结构(23)的空腔(26)流到所述流出侧(9)；通过部分地填充所述三维支撑结构(23)的空腔(26)形成表面过滤层(14)，其中，所述三维支撑结构(23)包括塑料材料。28.根据权利要求27所述的方法，其中，当借助于所述增材制造工艺制造所述三维支撑结构(23)时，形成朝向所述流入侧(8)开放的笼结构。29.根据权利要求27或28所述的方法，其中，在借助于所述增材制造工艺制造所述三维支撑结构(23)期间，形成篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)，每个所述篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)具有底侧和相对的开口侧，所述开口侧面向所述流入侧(8)。30.根据权利要求29所述的方法，其中，对于所述篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)中的每一个，形成将所述底侧连接至所述开口侧并具有开口的侧向边界，所述篮状的、杯状的或漏斗状的空腔(26)中的相邻的空腔(26)通过所述开口彼此连通。31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，前开口(26.1)形成在相应的空腔(26)的所述开口侧中，并且后开口形成在所述
空腔的所述底侧和/或所述侧向边界中，其中，在从所述开口侧至所述底侧的正交投影中，所述底侧和/或所述侧向边界的多个后开口位于由所述开口侧的前开口(26.1)限定的区域内。32.根据权利要求29至31中任一项所述的方法，其中，在相应的空腔(26)的开口侧中仅形成有一个开口(26.1)。33.根据权利要求27至32中任一项所述的方法，包括将材料嵌入所述支撑结构(23)的空腔(26)中以形成所述表面过滤层(14)的第一层(27)，使得用于所述第一层的更大部分的材料填充所述三维支撑结构(23)的空腔(26)。34.根据权利要求33所述的方法，包括向所述第一层(27)施加至少一个第二层(28)，特别是使得所述第二层(28)在所述过滤器本体(2)的流入侧(8)上形成表面过滤层(14)。35.根据权利要求27至34中任一项所述的方法，其中，所述表面过滤层(14)形成为涂层，特别是借助于液相沉积、喷涂、刷涂、浸涂、烘烤和/或热喷涂工艺形成为涂层，所述热喷涂工艺特别是火焰喷涂。36.根据权利要求27至35中任一项所述的方法，其中，在所述三维支撑结构(23)借助于增材制造工艺、特别是激光烧结或光固化的制造期间，利用在节点(25)处彼此连接的杆(24.1，24.2，24.3)或腹板形成桁架状配置。37.根据权利要求27至36中任一项所述的方法，其中，在所述三维支撑结构(23)的制造期间，形成有形成至少两个网格层(23.1，23.2，23.3)的网格状结构，一个网格层(23.1)限定所述流入侧(8)，并且另一个网格层(23.2)面向所述流出侧(9)，其中，所述网格层(23.1，23.2，23.3)由杆(24.3)或腹板互连。

技术总结
描述了一种用于过滤气体流中杂质的、固有稳定的通流多孔过滤器元件，该固有稳定的通流多孔过滤器元件包括由塑料制成的过滤器本体，过滤器本体具有流入侧和相对的流出侧，其中，在流入侧上形成表面过滤层；过滤器本体具有以增材制造工艺生产的三维支撑结构，所述支撑结构具有空腔，气体可以从流入侧穿过空腔流到流出侧；并且表面过滤层至少部分地填充三维支撑结构中的空腔。结构中的空腔。结构中的空腔。


技术研发人员：乌尔斯
受保护的技术使用者：埃尔丁过滤技术有限公司
技术研发日：2021.08.04
技术公布日：2023/8/16