发明内容

因此，本发明的目的是避免或至少减少现有技术的缺点。特别是应提供一种由聚乙烯颗粒构成的过滤器以及一种消除上述缺点的制造方法。特别是应开发一种易于制造、制造成本较低并且能够以复杂的几何形状制造的过滤器。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于一种用于清洁流体，即液体和/或气体的过滤器，其具有由聚乙烯颗粒构成的主体，所述聚乙烯颗粒借助增材制造工艺以某种方式彼此连接，从而建立预定义的宏观和微观结构。在此情况下，微观结构或微孔隙率指的是这个主体的结构，这个结构过程相关地通过由主要呈粉末状的材料来制成过滤器而产生。也就是说，微孔隙率取决于过程参数，例如粒度。宏观结构或大孔隙率指的是因设计而产生的主体结构。也就是说，特别是可以针对性地设定大孔隙率，以便例如确定这个主体的外部和/或内部几何形状、外观、表面特性和/或显微磨片。

根据本发明，所述主体可以具有若干区域，在这些区域中，所述孔隙率针对性地采用不同设定。换句话说，所述主体的孔隙率在这个主体的每个区域中并不是相同的，而是会发生变化。也就是说，所述主体在第一区域中的孔隙率不同于所述主体的第二区域中的孔隙率，所述第二区域与所述第一区域以间隔一定距离的方式布置。所述第一区域和所述第二区域甚至可以彼此相邻。过滤器的主体优选具有处于1％与60％之间的总孔隙率。这样就确保过滤性能良好并且足够的流体可以同时流过这个过滤器。

其优点在于，在根据本发明的过滤器中，微孔隙率和大孔隙率几乎可以以任意方式组合或设定。此外，可以无模具地制造所述过滤器，从而例如无需在结构设计中顾及过滤器的可脱模性。也就是说，可以选择过滤器的具有任意孔隙率的任何结构设计方案，例如具有侧凹/底切，所述孔隙率分段地，特别是逐层地有所变化。所述过滤器也可以直接根据计算机模型(例如CAD设计)制成，而无需事先为相关的几何形状建立模具，这对过滤器的制造成本和制造时间而言是有利的。

有利的实施方式参阅从属权利要求，下面将对所述实施方式进行详细说明。

所述过滤器特别是可以在表面上具有比内部更大的孔隙率。通过表面上较高的渗透性，待过滤的流体可以很容易地进入整个主体。因此，与表面因外部颗粒的机械变形而几乎是平整的的常规过滤器不同，可以提供较高的表面粗糙度，进而提供较大的表面积体积比。针对性的且可调节的孔隙率也是指表面(和内部)具有定义的结构。

同样有利的是，所述过滤器具有粗粒的表面结构。所述表面结构例如呈碎末状。这些颗粒特别是在表面上不变形，即不机械变形。因此，这些颗粒在表面上倒圆。这样就提供了具有良好过滤性能的特别不平整的表面。

此外，有利的是，所述增材制造工艺包括使用激光。这样就能针对性地、特别是局部地熔化聚乙烯颗粒并且将其彼此熔合在一起以形成新几何形状的主体。选择性

此外，有利的是，所述过滤器构建为激光烧结构件。这样就能尽可能防止发生材料变形。此外，在选择性激光烧结领域中，已从其他技术领域中获得了许多专业知识，所述专业知识可以适用于过滤技术领域。

特别是由医学技术领域例如已知聚乙烯的使用，这是基于聚乙烯的惰性特性和良好的相容性。为此，DE 10 2016 110 500 A1揭示了一种制造植入物的方法，其中借助选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering工艺、SLS工艺)将由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和/或高密度聚乙烯(HDPE)和/或聚丙烯(PP)组成的群组的颗粒逐层地彼此熔合或烧结。

同样有利的是，所述主体的颗粒分层分布，其中借助激光将一层的颗粒彼此熔合或烧结，并且来自不同层的颗粒借助激光彼此熔合或烧结。这样就能在过滤器的主体中特别是在所使用的粒度和/或粒形或者所设定的孔隙率方面逐层地设定不同的特性。因此，也可以以部分实心、部分多孔的方式构建所述过滤器，使得强度和/或过滤性能能够适应相应的需求。

此外，有利的是，所述层中的每个均为多孔层以及/或者几乎完全，即98％以上由PE颗粒构成，特别是由UHMWPE、HDPE构成，作为替代方案，也可由PP颗粒构成。

所述主体的层厚优选为70至300μm，优选为约120μm。因此，所述主体的结构可以在足够小的区域内变化，以便能够设定所述主体的几乎任何大孔隙率。

在一个优选的实施方式中，所述粉末形式的颗粒的直径可以在20至400μm之间。也就是说，作为粉粒存在的颗粒的直径例如为40至200μm，优选为约130至155μm。使用特别细粒的聚乙烯颗粒，例如在上游过程中将这些颗粒熔合成较粗粒的颗粒，即直径更大的颗粒，具体视相应应用的期望(微)孔隙率所需的粒度而定。所述过滤器的孔径优选在1至3500μm之间。

特别优选的是，改变所述过滤器的主体内的颗粒的粒径。因此，优选使用不同尺寸的颗粒。这样就能设定过程相关的微孔隙率。

此外，有利的是，将所述颗粒彼此熔合或烧结以形成实心体或具有孔隙度的(多孔)体。从而产生过滤器的互连的孔结构。这样就能有利地由PE颗粒构成复杂的几何形状，例如具有变化的壁厚和/或具有侧凹的几何形状。通过初级成形且无模具的制造，过滤器的几何形状几乎不会受到任何限制。

此外，优选的是，所述过滤器具有侧凹/底切和/或空腔。视具体用途而定，也可以如此构建迄今为止无法制造的过滤器几何形状。借此例如也可以将固定装置整体式地构建在过滤器上，从而可以特别简单地将这个过滤器在其末端位置上安装在过滤器系统中。

为了能够从过滤器中去除所有细粒、颗粒和/或粉末残留成分，有利的是，以等离子体处理、喷雪、用冷冻的二氧化碳絮体进行加压轰击或超声波浴的方式进行表面处理。烧结过滤器或烧结过滤器系统的表面也可以略微粗糙化，从而例如改善粘附性能。

作为替代方案，也可以借助热空气、爆炸去毛刺和/或化学处理对所述过滤器进行表面清洁，从而有利地去除了例如可能会封闭过滤器孔的表面上的所有残留颗粒。

此外，优选对所述过滤器进行热处理以提高强度。所述过滤器优选在互连的孔路之间进行强度提升。这样就能有利地调整过滤器的强度和/或刚性。尽管过滤器为多孔结构，例如仍可实现较高的负荷能力，以便将过滤器用于多个应用领域。

特别优选的是，在表面处理之后进行热处理。这样就能确保过滤器的孔保持打开或未封闭，这有利于过滤器的稳定性。

特别有利的是，所述聚乙烯颗粒和/或所述过滤器的主体配设有金属掺杂或陶瓷掺杂。在一个优选的改进方案中，所述过滤器的主体配设有颗粒掺杂，使得所述主体具有抗微生物的特性。也就是说，在制造过程中将少量(即＜1％)的颗粒混入PE颗粒中，以便影响过滤器的性能，从而例如可以预防病菌生长、细菌和病毒。但是，也可以设有其他颗粒掺杂，例如镁、钾、钠或盐。

在一个优选的实施方式中，所述过滤器以抗静电的方式构建。这样就有利地分离爆炸性灰尘，从而降低爆炸危险。

同样有利的是，所述主体的颗粒以圆形的、马铃薯状的、有角的、多面体的、剪切有撕裂边缘的、研碎的、碎屑状的和/或椭圆形的方式构建。因此，这些颗粒几乎可以以任何形状构建，因为在制造过程中，粒形会受到很大的影响并且会实现所需的结构。优选使用最大130μm的特别细的粒度。

此外，有利的是，所述主体的表面经等离子体处理，特别是经低压等离子体处理。其优点在于，可以设定过滤器表面的亲水性和/或疏水性。在采用亲水性构建方案时，例如可以改善过滤器的过滤性能。特别有利的是，所述过滤器的一侧采用亲水性构建方案以及/或者另一侧，特别是相对的一侧采用疏水性构建方案。

本发明用以达成上述目的的解决方案还在于一种制造过滤器的方法，其中通过对聚乙烯颗粒进行选择性激光烧结来增材制造所述过滤器。在此情况下，上文结合过滤器所描述的有利技术方案等效适用于根据本发明的方法。

因此，优选的是，通过激光烧结制造所述过滤器，然后对其进行热处理和/或表面处理和/或低压等离子体处理和/或表面清洁。

根据本发明，还提出实施以下步骤来制造所述过滤器：提供(例如通过体积和/或重量测得的特定量的)优选可自由流动的PE粉末；在构建至少一个中间件的情况下对所述PE粉末进行加热和压缩；将所述至少一个中间件机械破碎成例如具有预定粒度和/或粒形的粒料；并且将所述粒料与所述过滤器的主体连接。

通过上述方法步骤，可以主要或完全通过机械加工步骤来提供所述PE颗粒，进而提供所述过滤器的主体。通过将PE粉末压入中间片以及随后进行机械破碎，可以将定义且均匀的颗粒用作粒料，从而提供尽可能可重复的制造方法。这样就能例如针对性地设定过滤器的微孔隙率。

本发明还涉及一种液体输送方法，其中使由聚乙烯颗粒激光烧结的构件在所述构件的第一区域上与液体接触，以便将所述液体移至所述构件的第二区域。基于激光烧结构件的微观和/或宏观结构的针对性可调节性，可以特别合适地利用毛细效应，以便甚至可以视具体应用而定局部地加速和/或减缓液体输送。