RU2790119C1 - System and method for controlled additional processing - Google Patents
System and method for controlled additional processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790119C1 RU2790119C1 RU2022115900A RU2022115900A RU2790119C1 RU 2790119 C1 RU2790119 C1 RU 2790119C1 RU 2022115900 A RU2022115900 A RU 2022115900A RU 2022115900 A RU2022115900 A RU 2022115900A RU 2790119 C1 RU2790119 C1 RU 2790119C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- force
- cleaning
- processing unit
- transport device
- exposure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к системе для очистки и/или дополнительной экспозиции тела, изготовленного способом аддитивного производства из вещества, отверждаемого излучением, причем система содержит очистной бак для очистки тела и/или экспозиционную камеру для дополнительной экспозиции тела, причем система дополнительно содержит транспортное устройство, имеющее привод для перемещения платформы наращивания относительно очистного бака и/или экспозиционной камеры.The invention relates to a system for cleaning and/or additional exposure of a body made by additive manufacturing from a radiation-curable substance, the system comprising a cleaning tank for cleaning the body and/or an exposure chamber for additional exposure of the body, the system additionally comprising a transport device having a drive to move the extension platform relative to the cleaning tank and/or exposure chamber.
Изобретение также относится к способу очистки и/или дополнительной экспозиции тела, изготовленного способом аддитивного производства из вещества, отверждаемого излучением в очистном баке или в экспозиционной камере, причем тело на платформе наращивания перемещается относительно очистного бака и/или экспозиционной камеры транспортным устройством, имеющим привод.The invention also relates to a method for cleaning and/or additional exposure of a body made by the additive manufacturing method from a substance cured by radiation in a cleaning tank or in an exposure chamber, wherein the body on the build-up platform is moved relative to the cleaning tank and/or exposure chamber by a transport device having a drive.
Система может, например, быть частью оборудования для автоматической очистки и/или дополнительной экспозиции. Данные тела обычно могут наращиваться слоями. Транспортное устройство соответствует кинематике для перемещения тела вдоль по меньшей мере одной оси. Платформа наращивания может присоединяться с возможностью отсоединения к транспортному устройству и, например, сцепляться с транспортным устройством с использованием захватного механизма или блокировки.The system may, for example, be part of an automatic cleaning and/or additional exposure facility. These bodies can usually be built up in layers. The transport device corresponds to the kinematics for moving the body along at least one axis. The extension platform can be detachably attached to the transport device and, for example, be engaged with the transport device using a gripping mechanism or a lock.
Устройства и способы аддитивного производства или послойного наращивания трехмерного (3D) тела из вещества, отверждаемого излучением (то есть светочувствительного) также известны как 3D-печать, аддитивное производство или быстрое макетирование. Таким образом, информация поперечного сечения вещества, отверждаемого слоями электромагнитным излучением подходящей длины волны и интенсивности, например, фотосмолы, обычно создается способом проекции маски или лазерным источником. В аппаратах порождающего производства, которые позволяют осуществлять такой процесс печати, пиксельно-управляемая DLP (цифровая обработка света), MEMS (микроэлектромеханические системы), LC (жидкокристаллические) дисплеи, дисплеи на LED или управляемые лазеры по большей части используются для экспозиции поперечного сечения или отдельных слоев. Таким образом экспозиция порождает твердый слой из жидкого, светочувствительного вещества. Таким образом, этот слой прилипает к носителю (например, платформе наращивания или ранее созданному слою) и отсоединяется или удаляются от базовой поверхности путем подъема носителя. На всех последующих этапах производства, отвержденный слой, на своей части, отсоединенной от базовой поверхности, функционирует как носитель. Таким образом, трехмерное тело последовательно вытягивается из светочувствительного вещества и, таким образом, изготавливается.Devices and methods for additive manufacturing or layering a three-dimensional (3D) body from a radiation-curable (i.e. photosensitive) substance are also known as 3D printing, additive manufacturing, or rapid prototyping. Thus, the cross-sectional information of a substance cured by layers of electromagnetic radiation of a suitable wavelength and intensity, such as a photoresin, is usually produced by a mask projection method or a laser source. In generational apparatuses that allow such a printing process, pixel-driven DLP (digital light processing), MEMS (microelectromechanical systems), LC (liquid crystal) displays, LED displays or controlled lasers are mostly used to expose cross-sections or individual layers. In this way, the exposure produces a solid layer of liquid, light-sensitive substance. Thus, this layer adheres to the carrier (eg, build-up platform or previously created layer) and is detached or removed from the base surface by lifting the carrier. At all subsequent stages of production, the cured layer, on its part, detached from the base surface, functions as a carrier. In this way, a three-dimensional body is successively drawn from the photosensitive substance and thus manufactured.
После успешного процесса печати, создаваемое трехмерное тело, которое все еще остается неспеченной порошковой заготовкой, должно быть надлежащим образом очищено, высушено, отпущено и, наконец, дополнительно экспонировано, в зависимости от материала, для получения конечного продукта/конечного компонента, имеющего надлежащие механические параметры и стабильную геометрию. Эти этапы, то есть, в частности, очистка ("промывка") и дополнительная экспозиция, известны под общим названием "дополнительная обработка". Раскрытый здесь способ используется для упомянутой дополнительной обработки по меньшей мере одного тела, наращиваемого слоями, выполненного из вещества, отверждаемого излучением, например, смолы, отверждаемой светом, которая прилипает к платформе наращивания. Для каждого сформированного тела, то есть созданного путем послойного отверждения светом, соответствующая дополнительная обработка должна осуществляться так, чтобы компонент имел фиксированные и заданные механические свойства изготовленного тела. Настоящее изобретение относится, в частности, к дополнительной обработке, т.е. когда тело подвергается чистовой обработке в отношении уложенных друг на друга слоев. В ходе дополнительной обработки, никакие дополнительные слои не добавляются к стопке слоев, образующих неспеченную порошковую заготовку.After a successful printing process, the resulting 3D body, which is still a green powder blank, must be properly cleaned, dried, tempered, and finally further exposed, depending on the material, to obtain an end product/end component having proper mechanical parameters. and stable geometry. These steps, ie in particular cleaning ("washing") and post-exposure, are collectively known as post-treatment. The method disclosed herein is used for said post-treatment of at least one buildable body made of a radiation curable substance, such as a light cured resin, that adheres to the buildup platform. For each formed body, that is, created by layer-by-layer curing with light, the appropriate additional processing must be carried out so that the component has fixed and specified mechanical properties of the manufactured body. The present invention relates in particular to further processing, i. when the body is finished in relation to the stacked layers. During post-processing, no additional layers are added to the stack of layers that form the green powder preform.
Прежде всего, тело очищается от неотвержденной и жидкой фотосмолы, которая все еще увлажняет поверхность. Эта очистка может осуществляться в одном или нескольких процессах промывки. После осуществления промывки, тело освобождается от очистителя, например, путем его сдувания или испарения при повышенной температуре. В зависимости от очистителя, он испаряется даже при комнатной температуре. Затем сухое, очищенное тело помещается в блоке дополнительной экспозиции. Блок дополнительной экспозиции в данном случае имеет источник излучения, который испускает излучение подходящей интенсивности и длины волны, то есть способный дополнительно вулканизировать неспеченную порошковую заготовку/тело. Последующее отверждение может происходить в атмосфере защитного газа, например, в атмосфере азота. Дополнительная экспозиция осуществляется в указанный период времени, в зависимости от материала и компонента. После дополнительной экспозиции тело достигает своей окончательной механической прочности или окончательных свойств и может использоваться для назначенной конечной цели.First of all, the body is cleansed of uncured and liquid photoresin, which is still moistening the surface. This cleaning may be carried out in one or more washing processes. After washing, the body is released from the cleaner, for example, by blowing it off or evaporating it at elevated temperature. Depending on the cleaner, it will evaporate even at room temperature. Then the dry, cleaned body is placed in the additional exposure block. The post-exposure unit in this case has a radiation source that emits radiation of suitable intensity and wavelength, i.e. capable of further curing the green powder preform/body. Post-curing can take place under a protective gas atmosphere, for example under a nitrogen atmosphere. Additional exposure is carried out in a specified period of time, depending on the material and component. After additional exposure, the body reaches its final mechanical strength or final properties and can be used for its intended end purpose.
Известной проблемой в данном случае является недостаток информации о том, как неспеченная порошковая заготовка ведет себя в ходе дополнительной обработки, или возникают ли проблемы в ходе автоматизированная дополнительная обработка. Соответственно, обычно предполагается, что тело не будет отсоединяться от платформы наращивания на этапах дополнительной обработки, и что другие проблемы не возникнут.A known problem in this case is the lack of information about how the green powder preform behaves during post-processing, or whether problems occur during automated post-processing. Accordingly, it is generally assumed that the body will not detach from the build-up platform during the post-processing steps and that other problems will not occur.
EP 1876012 A1 относится к устройству для изготовления трехмерного тела путем отвержения отверждаемого материала над базовой поверхностью, с использованием источника излучения подходящей длины волны, платформы наращивания, контейнера для приема отверждаемого материала, гибкой пленки или фольги в зоне наращивания тела, устройства перемещения для перемещения платформы наращивания, датчика силы и блока управления, подключенного к датчику силы для управления устройством перемещения. Датчик силы предназначен для измерения силы или параметра, связанного с силой между изготовленным телом и базовой поверхностью в процессе печати. Измеренное значение выводится на блок управления для адаптации движения или скорости движения платформы наращивания посредством устройства перемещения. Как только и при условии, что тело отсоединяется от базовой поверхности и больше не касается ее, датчик силы не обеспечивает никакой полезной информации о состоянии тела или платформы наращивания.EP 1876012 A1 relates to a device for producing a three-dimensional body by casting a curable material over a base surface, using a source of radiation of suitable wavelength, an extension platform, a container for receiving a material to be cured, a flexible film or foil in the area of the body extension, a movement device for moving the extension platform , a force sensor and a control unit connected to the force sensor to control the movement device. The force sensor is designed to measure the force or parameter related to the force between the manufactured body and the base surface during the printing process. The measured value is output to the control unit for adapting the movement or movement speed of the extension platform by means of a movement device. Once and provided that the body detaches from the reference surface and no longer touches it, the force sensor does not provide any useful information about the state of the body or the extension platform.
US 2018/297285 A1 относится к аналогичной конфигурации, включающей в себя датчик силы, также для аддитивного производства, что повышает важность задачи повышения скорости печати по сравнению с EP 1876012 A1. Датчик силы используется для захвата силы в ходе отсоединения изготовленного тела и/или регистрации момента отсоединения.US 2018/297285 A1 refers to a similar configuration including a force sensor, also for additive manufacturing, which makes the task of increasing print speed more important than EP 1876012 A1. The force sensor is used to capture the force during detachment of the manufactured body and/or to record the moment of detachment.
KR 20200023713 A также имеет дело с аддитивным производством и проблемой отсоединения последнего созданного слоя. В ней раскрыт способ определения толщины последнего созданного слоя посредством измерения силы.KR 20200023713 A also deals with additive manufacturing and the problem of detaching the last created layer. It discloses a method for determining the thickness of the last created layer by measuring the force.
US 2009/0283109 A1 предусматривает устройство для очистки и дополнительной экспозиции тел, выполненных из фотосмолы, которые наращиваются слоями. Это оборудование, которое наносит очиститель, через распылительную головку, на аддитивно изготовленные тела, которые уже отсоединены от платформы наращивания, в корзине, которая установлена с возможностью вращения и поворота. Оборудование имеет источник излучения для дополнительной вулканизации тела, который облучает тело сверху. Вращение тела, обеспечиваемое оборудованием, используется как для высушивания тела, так и для дополнительной вулканизации.US 2009/0283109 A1 provides a device for cleaning and additional exposure of bodies made of photoresin, which are built up in layers. This is the equipment that applies the cleaner, through the spray head, to additively manufactured bodies that are already detached from the extension platform, in a basket that is mounted with the ability to rotate and rotate. The equipment has a radiation source for additional vulcanization of the body, which irradiates the body from above. The rotation of the body provided by the equipment is used both for drying the body and for additional vulcanization.
EP 3521003 A1 описывает конфигурацию дополнительной экспозиции для порождающих компонентов, которая включает в себя блок дополнительной экспозиции и очистную установку в вертикальном направлении. В этом случае, две секции соединены перекрываемым каналом. Оборудование имеет устройство управления, которое управляет подъемным устройством, перегородку между камерами и установку очистки и дополнительной экспозиции. Фокус делается на пространственно-экономично вертикальной конфигурации в этой традиционной технике.EP 3521003 A1 describes an overexposure configuration for generating components which includes an overexposure unit and a cleaning plant in the vertical direction. In this case, the two sections are connected by an overlapping channel. The equipment has a control device that controls the lifting device, the partition between the chambers and the installation of cleaning and additional exposure. The focus is on the space-efficient vertical configuration in this traditional technique.
В WO2019/209732A1 раскрыт экстрактор смолы для аддитивного производства. Избыток смолы отделяется методом центрифугирования от поверхности отпечатанного объекта путем вращения ротора, на котором установлена платформа-носитель, к которой присоединен объект.WO2019/209732A1 discloses a resin extractor for additive manufacturing. The excess resin is separated by centrifugation from the surface of the printed object by rotating the rotor, on which the carrier platform is installed, to which the object is attached.
Известные устройства и способы дополнительной обработки тел, наращиваемых слоями, не полностью автоматизированы и не допускают никакого захвата и/или управления отдельными параметрами процесса на их основании. Необходимы усовершенствованные и полностью автоматизированные устройства дополнительной обработки, в частности, для автоматизации и регулировки параметров дополнительной обработки, которые являются надежными благодаря захвату критически важных данных.Known devices and methods for additional processing of bodies built up in layers are not fully automated and do not allow any capture and/or control of individual process parameters based on them. Improved and fully automated post-processing devices are needed, in particular for automating and adjusting post-processing parameters that are reliable by capturing critical data.
Задача изобретения состоит в создании вышеупомянутых устройства и способа, который, простейшим и наиболее надежным возможным путем, отслеживает и в необязательном порядке управляет полностью автоматическим устройством дополнительной обработки и, таким образом, допускает быструю и надежную дополнительную обработку тел, наращиваемых слоями, с минимальными возможными отходами.The object of the invention is to provide the aforementioned device and method which, in the simplest and most reliable way possible, monitors and optionally controls a fully automatic post-treatment device and thus allows fast and reliable post-treatment of bodies built up in layers with the minimum possible waste. .
С этой целью изобретение предусматривает устройство по п. 1 и способ по п. 6. Преимущественные варианты осуществления и усовершенствования заданы в зависимых пунктах формулы изобретения.To this end, the invention provides an apparatus according to
В системе вышеупомянутого типа, согласно изобретению, предполагается, что транспортное устройство имеет датчик силы, причем датчик силы выполнен с возможностью захвата силы, действующей на платформу наращивания и обеспечения сигнала силы, и подключен к блоку обработки для управления приводом и/или вывода параметров процесса на основании сигнала силы. Например, датчик силы может быть выполнен с возможностью захвата силы, действующей на платформу наращивания в ходе и/или после дополнительной обработки (например, очистки и/или дополнительной экспозиции) тела, и блок обработки может быть выполнен с возможностью управления приводом и/или вывода параметров процесса на основании сигнала силы в ходе и/или после дополнительной обработки тела.In a system of the above type, according to the invention, it is assumed that the transport device has a force sensor, and the force sensor is configured to capture the force acting on the build-up platform and provide a force signal, and is connected to a processing unit for controlling the drive and/or outputting process parameters to the basis of the strength signal. For example, the force sensor may be configured to capture the force acting on the extension platform during and/or after additional processing (e.g., cleaning and/or additional exposure) of the body, and the processing unit may be configured to drive and/or output process parameters based on the force signal during and/or after additional treatment of the body.
Согласно способу вышеупомянутого типа, в начале, согласно изобретению, сила, действующая на платформу наращивания захватывается с использованием датчика силы, обеспечивающего сигнал силы в ходе и/или после очистки и/или дополнительной экспозиции, и блок обработки, подключенный к датчику силы, управляет приводом и/или выводит параметр процесса на основании сигнала силы. Способ относится в частности к применению к телам, которые еще не полностью дополнительно обработаны, то есть, не полностью очищены и отверждены.According to the method of the above type, at the beginning, according to the invention, the force acting on the build-up platform is captured using a force sensor providing a force signal during and/or after cleaning and/or additional exposure, and the processing unit connected to the force sensor controls the drive and/or outputs the process variable based on the force signal. The method relates in particular to application to bodies that have not yet been completely further processed, that is, not completely cleaned and cured.
В общем случае, датчик силы (точнее говоря: по меньшей мере одна датчик силы) может быть выполнен с возможностью измерения сигнала силы в по меньшей мере одном пространственном направлении, причем сигнал силы действует на платформу наращивания и/или на тело, переносимое платформой наращивания. В этом контексте, под датчиком силы подразумевается любой датчик, которая захватывает силу или параметр, связанный с силой, и из которой можно вывести или выявить силу (которая соответствует непрямому измерению силы). Изобретение не ограничивается конкретному принципу физического измерения.In general, the force sensor (more specifically: at least one force sensor) may be configured to measure a force signal in at least one spatial direction, the force signal acting on the build platform and/or on the body carried by the build platform. In this context, a force sensor is any sensor that captures a force or force-related parameter and from which the force can be derived or detected (which corresponds to an indirect force measurement). The invention is not limited to a particular principle of physical measurement.
Сила, которая может быть захвачена или зарегистрирована датчиком силы, в частности, может содержать силу, передаваемую через транспортное устройство, например, между приводом транспортного устройства и платформой наращивания или на крепежное средство платформы наращивания или на крепежное средство транспортного устройства. В принципе, датчик силы может быть сконструирован и предназначен для измерения по меньшей мере одного компонента силы (то есть в по меньшей мере одном пространственном направлении), которая действует на платформу наращивания и/или на тело в ходе и после процесса очистки и дополнительной экспозиции.The force that can be captured or registered by the force sensor may in particular include a force transmitted through the transport device, for example, between the drive of the transport device and the build-up platform, or to the build-up platform fastener or to the vehicle fastener. In principle, a force sensor can be designed and designed to measure at least one force component (i.e., in at least one spatial direction) that acts on the extension platform and/or on the body during and after the cleaning and post-exposure process.
Блок обработки может иметь микропроцессор или микроконтроллер. Кроме того, блок обработки может быть подключен к памяти данных, который содержит данные и/или программные команды для обработки значения силы, захваченные с использованием датчика силы. Блок обработки может быть подключен к устройству ввода/вывода, например, сенсорному экрану, для эксплуатации блока обработки оператором. Действия, необходимые для изготовления или дополнительной обработки 3D тела, могут выполняться автоматически путем обеспечения блока обработки. Напротив, в отсутствие блока обработки оператору придется осуществлять эти действия вручную, для чего датчик силы может быть подключен по меньшей мере к блоку отображения для вывода захваченных значений.The processing unit may have a microprocessor or a microcontroller. In addition, the processing unit may be connected to a data memory that contains data and/or software instructions for processing the force value captured using the force sensor. The processing unit may be connected to an input/output device, such as a touch screen, for operation of the processing unit by an operator. The steps necessary to fabricate or further process a 3D body can be performed automatically by providing a processing unit. On the contrary, in the absence of a processing unit, the operator will have to perform these actions manually, for which the force sensor can be connected at least to the display unit to output the captured values.
Приводом для перемещения платформы наращивания в целом может быть любой исполнительный механизм. Например, это может быть блок привода для регулируемой по высоте платформы наращивания. В случае управления приводом с использованием блока обработки, блок обработки, таким образом, может быть выполнен с возможностью, например, управления блоком привода для регулируемой по высоте платформы наращивания как функции сигнала силы, захваченного с использованием датчика силы. Значения силы, захваченные датчиком силы, могут передаваться на блок обработки и обрабатываться там. Напротив, блок обработки может быть выполнен с возможностью обработки значения, захваченные датчиком силы, например, сигнала силы от датчика силы, и его получения или приема с этой целью. Когда блок обработки подключен к блоку привода для регулируемой по высоте платформы наращивания и выполнен с возможностью управления блоком привода, высота платформы наращивания может регулироваться блоком обработки как функция захваченной силы. Блок привода позволяет подвергать платформу наращивания и, таким образом, тело обработке или дополнительной обработке (путем промывки и/или дополнительной экспозиции), перемещая его по меньшей мере вдоль одной оси. В необязательном порядке, блок привода, платформа наращивания и/или тело, сконструированы для перемещения платформы наращивания и/или тела в определенные точки дополнительной обработки в оборудовании дополнительной обработки. Блок привода может иметь электрический двигатель, например, шаговый двигатель, подключенный к платформе наращивания. В частности, электрический двигатель может быть подключен к регулируемому по высоте стержню, соединенному с платформой наращивания через датчик силы, выполненный с возможностью измерения силы в по меньшей мере одном направлении. Экспозиционная камера может иметь источник света, например, кластер и/или решетку источников света, в частности видимого света или UV света. Интенсивность излучения и/или время экспозиции в целом оказывают влияние на окончательные свойства тела, подвергнутого дополнительной вулканизации или окончательной вулканизации с использованием этой интенсивности излучения и/или времени экспозиции.The drive for moving the extension platform as a whole can be any actuator. For example, it could be a drive unit for a height-adjustable extension platform. In the case of drive control using a processing unit, the processing unit may thus be configured to, for example, control a drive unit for a height-adjustable extension platform as a function of a force signal captured using a force sensor. The force values captured by the force sensor can be transferred to the processing unit and processed there. In contrast, the processing unit may be configured to process the values captured by the force sensor, such as a force signal from the force sensor, and receive or receive it for this purpose. When the processing unit is connected to the drive unit for the height-adjustable extension platform and is configured to control the drive unit, the height of the extension platform can be adjusted by the processing unit as a function of the captured force. The drive unit makes it possible to subject the build-up platform and thus the body to processing or further processing (by washing and/or additional exposure) by moving it along at least one axis. Optionally, the drive unit, extension platform, and/or body are designed to move the extension platform and/or body to specific post-processing points in the post-processing equipment. The drive unit may have an electric motor, such as a stepper motor, connected to the extension platform. In particular, the electric motor may be connected to a height-adjustable rod connected to the extension platform via a force sensor configured to measure force in at least one direction. The exposure chamber may have a light source, such as a cluster and/or array of light sources, in particular visible light or UV light. The radiation intensity and/or exposure time in general have an impact on the final properties of a body post-cured or final cured using that radiation intensity and/or exposure time.
Чтобы иметь возможность быстро управлять системой, предпочтительно, чтобы датчик силы соединялся через блок обработки с базой данных, которая имеет первоначальную информацию (например, данные CAD, объем, плотность материала и/или вес) о теле для определения, присутствует (зафиксировано) ли тело на платформе наращивания, когда оно первоначально расположено в очистном баке (или "промывном баке") в оборудовании дополнительной обработки. Это не позволяет осуществлять бессмысленное/пустое выполнение этапа промывки и дополнительной экспозиции или всей последовательности дополнительной обработки в отсутствие компонента на платформе наращивания.In order to be able to quickly control the system, it is preferable that the force sensor is connected via a processing unit to a database that has initial information (for example, CAD data, volume, material density and/or weight) about the body to determine whether the body is present (fixed) on the extension platform when it is initially located in the cleaning tank (or "wash tank") in the aftertreatment equipment. This prevents the needless/empty execution of the wash and post-exposure step, or the entire post-processing sequence, in the absence of a component on the build-up platform.
Кроме того, состояния ошибки в процессе дополнительной обработки можно в необязательном порядке достоверно устанавливать и/или избегать с использованием блока обработки. Кроме того, устройство дополнительной обработки, точнее говоря, блок обработки, может быть выполнен с возможностью автоматически распознавать ошибки в последовательности процесса и информировать пользователя о них или реагировать надлежащим образом на возникающие ошибки посредством контроллера.In addition, error conditions during additional processing can optionally be reliably set and/or avoided using a processing unit. In addition, the post-processing device, more precisely the processing unit, can be configured to automatically recognize errors in the process sequence and inform the user about them or respond appropriately to occurring errors via the controller.
Раскрытая система в необязательном порядке может содержать блок печати, подходящий для аддитивного производства тела из вещества, отверждаемого излучением, причем система имеет два различных режима работы: первый режим работы, в котором может эксплуатироваться блок печати, и второй режим работы, в котором блок печати свободен, и очистной бак и/или экспозиционная камера может использоваться. Датчик силы выполнен с возможностью использования по меньшей мере во втором режиме работы системы, т.е. когда система выполнена с возможностью осуществления дополнительных задач обработки.The disclosed system may optionally comprise a print unit suitable for the additive production of a body from a radiation-curable substance, the system having two distinct modes of operation: a first mode of operation in which the print unit can be operated and a second mode of operation in which the print unit is free. , and a cleaning tank and/or exposure chamber can be used. The force sensor is configured to be used in at least the second operating mode of the system, i.e. when the system is configured to perform additional processing tasks.
В объеме настоящего изобретения, система может быть альтернативно специализированной системой дополнительной обработки, например, предназначенная для очистки и/или дополнительной экспозиции тела, изготовленного способом аддитивного производства. Например, система может не содержать блок печати, пригодный для аддитивного производства.Within the scope of the present invention, the system may alternatively be a specialized post-treatment system, for example for cleaning and/or post-exposure of an AM body. For example, the system may not contain a print unit suitable for additive manufacturing.
В необязательном порядке, блок обработки может быть выполнен с возможностью сравнения сигнала силы с заранее заданным предполагаемым значением для текущего этапа процесса и, в зависимости от результирующего отклонения, остановки привода и/или вывода сигнала ошибки и/или задания параметра способа. Соответственно, в раскрытом способе, блок обработки может сравнивать сигнал силы с заранее заданным предполагаемым значением для текущего этапа процесса и, в зависимости от результирующего отклонения, останавливать привод и/или выводить сигнал ошибки и/или задавать параметр способа.Optionally, the processing unit may be configured to compare the force signal with a predetermined expected value for the current process step and, depending on the resulting deviation, stop the drive and/or output an error signal and/or set a method parameter. Accordingly, in the disclosed method, the processing unit may compare the force signal with a predetermined estimated value for the current process step and, depending on the resulting deviation, stop the drive and/or output an error signal and/or set a method parameter.
В необязательном порядке, можно предусмотреть, что отсоединение по меньшей мере одного тела от платформы наращивания на подэтапе способа дополнительной обработки обнаруживается из силы, захваченной с использованием датчика. Когда тело отсоединяется от платформы наращивания, например, вследствие неполной адгезии и/или сжатия компонента, которое происходит в ходе дополнительной экспозиции, причем изменение веса платформы наращивания может определяться через датчик силы, и может выводиться, например, ошибка. Например, для определения отсоединения тела до, в ходе или после подэтапа дополнительной обработки, причем датчик силы может считываться блоком обработки по меньшей мере в интервале времени, например, от 0,01 c (секунды) до 60 с или непрерывно и, при необходимости, по сравнению с целевым значением (предполагаемым значением).Optionally, it can be provided that the detachment of at least one body from the extension platform in a sub-step of the post-processing method is detected from the force captured using the sensor. When the body is detached from the extension platform, for example, due to incomplete adhesion and/or compression of the component that occurs during additional exposure, the change in the weight of the extension platform can be determined via a force sensor, and an error can be output, for example. For example, to determine body detachment before, during, or after an additional processing sub-step, wherein the force sensor can be read by the processing unit at least in a time interval, for example, from 0.01 s (seconds) to 60 s, or continuously and, if necessary, compared to the target value (estimated value).
Согласно дополнительному варианту осуществления раскрытых системы и способа, можно предусмотреть, что заранее заданное предполагаемое значение загружается из базы данных для сравнения для сравнения целевого веса компонента или платформы наращивания с идеальным значением веса из базы данных после по меньшей мере одного процесса промывки. Например, можно определить, все ли еще очищающая жидкость увлажняет обработанное тело и насколько, и достаточно ли уже очищено тело (например, жидкая остаточная смола больше не прилипает к компоненту) и, таким образом, подходит для дополнительной экспозиции. Предполагаемое значение может быстро вычисляться на любом подэтапе дополнительной обработки как функция по меньшей мере одного параметра способа из блока обработки и возможно из известной геометрии тела и/или данных материала. Соответственно, предполагаемое значение силы может вычисляться блоком обработки для конкретного значения параметра способа или для нескольких конкретных значений нескольких параметров процесса. Блок обработки также может вычислять последовательность предполагаемых значений силы для последовательности конкретных значений одного или более параметров способа. Вычисление может осуществляться с использованием имитационного программного обеспечения, например, с использованием веса компонента.According to a further embodiment of the disclosed system and method, it may be provided that a predetermined guess value is loaded from a database for comparison to compare the target weight of the component or build platform with the ideal weight value from the database after at least one wash process. For example, it can be determined whether the cleansing liquid still moisturizes the treated body and to what extent, and whether the body has already been cleaned sufficiently (for example, liquid residual resin no longer sticks to the component) and is thus suitable for additional exposure. The estimated value can be quickly calculated at any post-processing sub-step as a function of at least one method parameter from the processing block and possibly from known body geometry and/or material data. Accordingly, an estimated force value may be calculated by the processing unit for a particular method parameter value, or for several specific values of several process parameters. The processing unit may also calculate a sequence of expected force values for a sequence of specific values of one or more method parameters. The calculation may be performed using simulation software, such as using the weight of a component.
В частности, можно предусмотреть, что время стекания капель очищающей жидкости определяется на основании вычисленных данных и затем может сравниваться, например, путем снижения сигнала силы или веса тела с течением времени, для предотвращения или минимизации загрязнение оборудования дополнительной обработки или его частей очищающей жидкостью и/или растворенной смолой. В частности, можно предусмотреть, что состояние очистки может определяться как функция целевого веса тела. Например, можно указать максимальное время стекания капель или время испарения (для летучих растворителей), и по истечении этого времени можно определить разность между целевым весом и фактическим весом. Если разность больше от 0,1% до 10%, например, жидкая, нерастворенная смола может оставаться на компоненте. Это означает, что процесс промывки не увенчался успехом и требует повтора.In particular, it can be envisaged that the dripping time of the cleaning liquid drops is determined on the basis of calculated data and can then be compared, for example, by reducing the force or body weight signal over time, in order to prevent or minimize contamination of the aftertreatment equipment or parts thereof by the cleaning liquid and/ or dissolved resin. In particular, it can be envisaged that the cleaning state can be determined as a function of the target body weight. For example, you can specify a maximum drip time or evaporation time (for volatile solvents) and after that time you can determine the difference between the target weight and the actual weight. If the difference is greater than 0.1% to 10%, for example, liquid, undissolved resin may remain on the component. This means that the flushing process was not successful and needs to be repeated.
Кроме того, можно предусмотреть, что, на основании значения силы, захваченной датчиком, высота/положение платформы наращивания или скорость движения относительно компонента и геометрические граничные условия оборудования дополнительной обработки и/или время стекания капель или время высушивания очищающей жидкости и/или вес по меньшей мере одного компонента определяется в качестве параметра способа в блоке обработки, когда платформа наращивания совместно с компонентом отклоняется от положения покоя за счет перемещений платформы наращивания. Таким образом, сравнивая предполагаемое значение с силой, захваченной датчиком на указанной высоте платформы наращивания, или присутствием тела, скорость движения платформы наращивания и/или количество очищающей жидкости, оставшейся на теле после промывки, и/или перемещение тела заканчиваются, когда очищающая жидкость закачиваются. Например, с увеличением длительности так называемого времени стекания капель очищающей жидкости, вес тела и, таким образом, захваченная сила уменьшается и все более приближается к чистому (сухому) весу тела, что позволяет делать заключение о степени очистки тела. Однако смола, которую труднее растворить, обуславливает большее значение силы даже после промывки, поскольку больше смолы прилипает к компоненту. Такие характерные свойства используемого отверждаемого вещества может учитываться при определении предполагаемого значения.In addition, it can be envisaged that, based on the value of the force captured by the sensor, the height/position of the build-up platform or the speed of movement relative to the component and the geometric boundary conditions of the after-treatment equipment and/or the dripping time or the cleaning liquid drying time and/or the weight of at least at least one component is determined as a method parameter in the processing unit when the build platform together with the component deviates from the rest position due to the movements of the build platform. Thus, by comparing the estimated value with the force captured by the sensor at the specified height of the extension platform or the presence of the body, the movement speed of the extension platform and/or the amount of cleaning fluid remaining on the body after washing and/or the movement of the body ends when the cleaning fluid is pumped. For example, as the duration of the so-called dripping time of the cleansing liquid increases, the weight of the body and thus the trapped force decreases and approaches the net (dry) weight of the body more and more, which allows one to draw a conclusion about the degree of body cleansing. However, the resin, which is more difficult to dissolve, results in a higher strength even after washing, as more resin adheres to the component. Such characteristic properties of the curing agent used may be taken into account in determining the intended value.
В порядке альтернативы определенных захваченных отдельных значений силы, относительное или абсолютное изменение силы в ходе по меньшей мере подсекции процесса очистки также может использоваться блоком обработки для управления вышеупомянутыми переменными управления процесса.As an alternative to certain captured individual force values, the relative or absolute change in force during at least a subsection of the cleaning process may also be used by the processing unit to control the aforementioned process control variables.
Датчик силы может содержать (по меньшей мере) один тензометр для экономичной реализации. Например, так называемый тензометрический датчик иди тензометрический мост может использоваться для определения силы и обеспечивают сигнал силы. Можно делать выводы о прогрессии силы путем измерения параметров, связанных со значением силы (например, тока двигателя привода транспортного устройства).The force sensor may include (at least) one strain gauge for cost-effective implementation. For example, a so-called strain gauge or strain gauge bridge can be used to detect force and provide a force signal. It is possible to draw conclusions about the progression of the force by measuring the parameters associated with the value of the force (for example, the current of the motor drive of the transport device).
Кроме того, блок обработки может быть выполнен с возможностью определения и вывода состояния тела, состояния системы и/или состояния части системы на основании сигнала силы. Соответственно, в дополнительном необязательном варианте раскрытого способа, блок обработки может определять и выводить состояние тела, состояние системы и/или состояние части системы на основании сигнала силы.Further, the processing unit may be configured to determine and output a body state, a system state, and/or a system part state based on the force signal. Accordingly, in a further optional embodiment of the disclosed method, the processing unit may determine and output a body state, a system state, and/or a system part state based on the force signal.
Согласно дополнительному варианту, блок обработки может быть выполнен с возможностью сравнения сигнала силы с предполагаемым значением и/или с диапазоном предполагаемого значения и адаптации движения, скорости движения, ускорения и/или времени обработки транспортного устройства на основании сигнала силы. Аналогично, в раскрытом способе, можно предусмотреть, что блок обработки сравнивает сигнал силы с предполагаемым значением и/или с диапазоном предполагаемого значения и адаптирует движение, скорость движения, ускорение и/или время обработки транспортного устройства на основании сигнала силы. В этом случае, блок обработки функционирует как блок управления для управления транспортным устройством, например, по меньшей мере одним приводом или блоком позиционирования транспортного устройства. Предполагаемое значение или диапазон предполагаемого значения может указываться статически и/или по меньшей мере частично как функция времени (то есть, как ход предполагаемых значений и/или как ход по меньшей мере одного предела диапазона предполагаемых значений). Альтернативно или дополнительно, предполагаемое значение может также задаваться как функция по меньшей мере одного (другого) параметра способа и вычисляться блоком обработки. Предполагаемые значения могут храниться в памяти, например, в форме идеальной модели или хода переменных состояния и/или состояний в ходе отдельных этапов процесса, что позволяет загружать их оттуда блоком обработки и по сравнению с сигналом силы. Например, может определяться захваченная в данный момент сила или изменение захваченной силы с течением времени (например, дифференциал или производная по времени) и по меньшей мере один параметр способа может задаваться или управляться как функция разности между захваченной силой или ее изменением с течением времени с одной стороны и соответствующим предполагаемыми значением (или ходом предполагаемых значений) с другой стороны, или только как функция изменения захваченной силы с течением времени. Значение параметра способа также может захватываться датчиком силы. В частности, повторно сравнивая силу, захваченную с использованием датчика силы, с предполагаемым значением и/или с диапазоном предполагаемых значений силы, параметр способа можно задавать или регулировать до целевого значения. Параметр способа может задаваться самим блоком обработки или управляться таким образом.According to a further variant, the processing unit may be configured to compare the force signal with an estimated value and/or with a range of estimated values and adapt the movement, movement speed, acceleration and/or processing time of the vehicle based on the force signal. Similarly, in the disclosed method, it can be provided that the processing unit compares the force signal with an estimated value and/or with a range of estimated values, and adapts the movement, movement speed, acceleration and/or processing time of the vehicle based on the force signal. In this case, the processing unit functions as a control unit for controlling the transport device, for example at least one drive or positioning unit of the transport device. An estimated value or range of an estimated value may be indicated statically and/or at least partially as a function of time (ie, as a course of the assumed values and/or as a course of at least one end of the range of assumed values). Alternatively or additionally, the estimated value may also be given as a function of at least one (other) method parameter and computed by the processing unit. The expected values can be stored in memory, for example in the form of an ideal model or the course of state variables and/or states during the individual process steps, allowing them to be loaded from there by the processing unit and compared with the force signal. For example, the currently captured force or the change in the captured force over time (e.g., a differential or time derivative) may be determined and at least one method parameter may be specified or controlled as a function of the difference between the captured force or its change over time with one one side and the corresponding implied value (or the course of the implied values) on the other side, or just as a function of the change in captured power over time. The method parameter value may also be captured by the force sensor. In particular, by repeatedly comparing the force captured using the force sensor with an estimated value and/or with a range of estimated force values, the method parameter can be set or adjusted to a target value. The method parameter may be set by the processing unit itself or controlled in this manner.
В частности, например, изменения сигнала силы, захваченного с использованием датчика силы, можно обрабатывать в блоке обработки, подключенном к датчику силы в математической модели, и по меньшей мере один параметр способа можно обрабатывать как функцию по меньшей мере одного захваченного сигнала силы (например, измеренного значения силы), и/или изменение захваченных сигналов силы можно задавать согласно значению и/или поведению, смоделированному на основе математической спецификации. Базовая математическая модель также может использовать в качестве входного значения, например, временной график и/или (другой) параметр способа.In particular, for example, changes in a force signal captured using a force sensor can be processed in a processing unit connected to the force sensor in a mathematical model, and at least one method parameter can be processed as a function of at least one captured force signal (for example, measured force value), and/or the change in the captured force signals can be set according to the value and/or behavior modeled on the basis of the mathematical specification. The underlying mathematical model may also use as input, for example, a timeline and/or (other) method parameter.
В контексте раскрытого способа, сигнал силы может захватываться в ходе и/или после каждого частичного этапа процесса и, при необходимости, оцениваться (например, сравниваться с предполагаемым значением).In the context of the disclosed method, a force signal may be captured during and/or after each partial process step and, if necessary, evaluated (eg, compared with an expected value).
Например, блок обработки может быть выполнен с возможностью взаимодействия с датчиком силы для управления и оптимизации процесса промывки (то есть, очистки изготовленного тела). Согласно дополнительному варианту осуществления способа, можно предусмотреть, например, что насыщенность очищающей жидкости может определяться как функция значений, захваченных с использованием датчика силы. Плотность очищающей жидкости постоянно увеличивается с каждым процессом промывки благодаря растворению неотвержденной фотосмолы из компонента в ходе процесса очистки. Если теперь пустая платформа наращивания или платформа наращивания, нагруженная телом, вводится в очистной бак, и промывочная жидкость заливается (например, нагнетается) в него, фактическую силу плавучести можно сравнивать с целевым значением с использованием датчика силы. В случае отклонения до определенной степени, плотность очищающей жидкости увеличивается и, таким образом, она насыщается растворенной смолой до определенной степени. Если эта насыщенность и, таким образом, сила плавучести превышает пороговое значение, заданное в базе данных, например, то можно предположить, что очищающая жидкость является насыщенной. Дополнительно или альтернативно, уровень заполнения очищающей жидкости в очистном баке может определяться на основании силы плавучести, которая может определяться с использованием датчика силы и может определяться, достигала ли она определенное значение. Это значение может быть, например, минимальным уровнем заполнения или максимальным уровнем заполнения.For example, the processing unit may be configured to interact with a force sensor to control and optimize the washing process (ie, cleaning the fabricated body). According to a further embodiment of the method, it can be provided, for example, that the saturation of the cleaning liquid can be determined as a function of the values captured using the force sensor. The density of the cleaning liquid is constantly increasing with each washing process due to the dissolution of the uncured photoresin from the component during the cleaning process. If a now empty build-up platform or body-loaded build-up platform is introduced into the cleaning tank and flushing liquid is poured (eg, pumped) into it, the actual buoyancy force can be compared to the target value using a force sensor. In case of deviation to a certain extent, the density of the cleaning liquid increases and thus it becomes saturated with the dissolved resin to a certain extent. If this saturation, and thus the buoyancy force, exceeds a threshold value given in the database, for example, then it can be assumed that the cleaning fluid is saturated. Additionally or alternatively, the filling level of the cleaning liquid in the cleaning tank may be determined based on the buoyancy force, which may be determined using a force sensor and may be determined if it has reached a certain value. This value can be, for example, the minimum fill level or the maximum fill level.
Блок обработки может, в необязательном порядке, на основании сигнала силы, определять в качестве параметров способа отклонение транспортного устройства (или на основании соответствующей высоты платформы наращивания) и/или высоту тела относительно очистного бака и/или экспозиционной камеры и/или скорость движения транспортного устройства и/или вес тела и/или объем тела и/или время ожидания (например, до окончания очистки, высушивания или дополнительной экспозиции). Это определение может обеспечиваться как мгновенный снимок или как непрерывный мониторинг, например, пока тело перемещалось с использованием транспортное устройство. Объем тела можно, например, вывести из силы плавучести тела в жидкости, измеренной с использованием датчика силы. Предпочтительно допустить, что сила, захваченная с использованием датчика, может использоваться для того, чтобы делать выводы об очищающей жидкости “захваченной” вследствие геометрии тела, то есть о формировании колодцев/полостей, где может храниться или удерживаться очищающая жидкость (резервуаров).The processing unit can optionally, based on the force signal, determine, as method parameters, the deviation of the transport device (or based on the corresponding height of the extension platform) and/or the height of the body relative to the cleaning tank and/or exposure chamber and/or the speed of the transport device and/or body weight and/or body volume and/or waiting time (eg until cleaning, drying or additional exposure is completed). This determination may be provided as a snapshot or as continuous monitoring, for example, while the body has been moved using the transport device. The volume of a body can, for example, be derived from the buoyancy force of a body in a fluid measured using a force sensor. It is preferable to assume that force captured using a sensor can be used to infer cleansing fluid "trapped" due to body geometry, i.e. formation of wells/cavities where cleaning fluid (reservoirs) can be stored or retained.
Кроме того, можно предусмотреть, что продолжающееся присутствие компонента на платформе наращивания можно обнаруживать из сигнала силы совместно с дополнительной автоматизацией. Например, свободна ли платформа наращивания для нового использования, может определяться из веса или инерции платформы наращивания.In addition, it can be envisaged that the continued presence of the component on the extension platform can be detected from the force signal in conjunction with additional automation. For example, whether the extension platform is free for new use may be determined from the weight or inertia of the extension platform.
Наконец, ошибка позиционирования или ошибка автоматического занятия платформы наращивания может обнаруживаться, когда сила, захваченная с использованием датчика силы, измеряется до занятия платформы наращивания, и, будучи измерена после занятия, превышает заранее определенное значение. Значение силы предпочтительно захватывается с использованием датчика силы, и движение платформы наращивания регулируется на ее основании в противоположную сторону блоком обработки во избежание повреждения вследствие избыточных сил в системе.Finally, a positioning error or an auto-occupying error of the extension platform may be detected when the force captured using the force sensor is measured before the extension platform is occupied, and when measured after the extension exceeds a predetermined value. The force value is preferably captured using a force sensor and the movement of the extension platform is controlled on its base in the opposite direction by the processing unit in order to avoid damage due to excessive forces in the system.
В контексте непрерывного мониторинга, можно обнаруживать, например, явление столкновения (удара) и превышение некоторых заранее определенных пороговых значений силы, причем сила, развиваемая на платформе наращивания в качестве носителя тела, способна изменяться посредством отклонений, связанных с процессом. Например, согласно дополнительному варианту осуществления системы, можно предусмотреть, что определенная сила сравнивается с максимально допустимой силой в ходе способа/позиционирования и манипуляции платформой наращивания, с телом или без него, чтобы своевременно предупредить столкновения с частями оборудования и/или потерянными телами и, таким образом обнаруживать (например, при наличии в очистном баке) или предотвращать его. Неправильное (например, неполное) отсоединение тела от платформы наращивания могут приводить к столкновению, когда платформа наращивания приближается к месту обработки и также может приводить к увеличению значения силы, которое регистрируется блоком обработки и приводит, например, к необходимости остановки транспортного устройства.In the context of continuous monitoring, it is possible to detect, for example, a collision (impact) phenomenon and exceeding some predetermined force thresholds, wherein the force developed on the build-up platform as a body carrier is able to change through process-related deviations. For example, according to a further embodiment of the system, it can be provided that a certain force is compared with the maximum allowable force during the method/positioning and manipulation of the extension platform, with or without a body, in order to prevent collisions with equipment parts and/or lost bodies in a timely manner and thus detect it in a certain way (for example, if it is present in the cleaning tank) or prevent it. Incorrect (e.g., incomplete) detachment of the body from the extension platform can lead to a collision when the extension platform approaches the treatment site and can also increase the force value that is registered by the processing unit and leads, for example, to the need to stop the transport device.
Изобретение более подробно объяснено далее с использованием предпочтительных, неограничительных иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на чертежи: The invention is explained in more detail below using preferred, non-restrictive illustrative embodiments with reference to the drawings:
фиг. 1 - схематическое продольное сечение системы для очистки и дополнительной экспозиции тела, наращиваемого слоями;fig. 1 is a schematic longitudinal section of a system for cleaning and additional exposure of a body built up in layers;
фиг. 2 - схематический более детализированный вид транспортного устройства системы согласно фиг. 1, на этот раз без тела;fig. 2 is a schematic, more detailed view of the transport device of the system according to FIG. 1, this time without a body;
фиг. 3 - схематический вид согласно фиг. 2, на этот раз, когда тело располагается на платформе наращивания;fig. 3 is a schematic view according to FIG. 2, this time when the body is placed on the extension platform;
фиг. 4 - схематическое продольное сечение детали системы, имеющей очистной бак;fig. 4 is a schematic longitudinal section of a part of the system having a cleaning tank;
фиг. 5 - схема очистного бака согласно фиг. 4 с действующими силами;fig. 5 is a diagram of a cleaning tank according to FIG. 4 with active forces;
фиг. 6 - схематическая диаграмма, имеющая иллюстративный временной профиль сигнала силы, при погружении в очищающую жидкость наподобие показанных на фиг. 5, с разными плотностями жидкости плотности;fig. 6 is a schematic diagram having an exemplary time profile of a force signal when immersed in a cleaning liquid, such as those shown in FIG. 5, with different density liquid density;
фиг. 7 - схема системы, показанной на фиг. 1, где тело отделяется в ходе движения;fig. 7 is a diagram of the system shown in FIG. 1, where the body separates during movement;
фиг. 8 - схематическая диаграмма, имеющая иллюстративный временной профиль сигнала силы, когда тело спонтанно отсоединяется от платформы наращивания согласно фиг. 7;fig. 8 is a schematic diagram having an exemplary time profile of the force signal when the body spontaneously detaches from the extension platform of FIG. 7;
фиг. 9 - схема системы, показанной на фиг. 1, где тело смочено очищающей жидкостью после промывки;fig. 9 is a diagram of the system shown in FIG. 1, where the body is wetted with cleansing liquid after washing;
фиг. 10 - схематическая диаграмма, имеющая иллюстративный временной профиль сигнала силы, когда очищающая жидкость стекает каплями согласно фиг. 9;fig. 10 is a schematic diagram having an exemplary time profile of the force signal when the cleaning liquid drips down according to FIG. 9;
фиг. 11 - схематическая диаграмма, имеющая иллюстративный временной профиль сигнала силы, когда очищающая жидкость высушивается и сдувается согласно фиг. 9;fig. 11 is a schematic diagram having an exemplary time profile of the force signal when the cleaning liquid is dried and blown away according to FIG. 9;
фиг. 12 - схема системы, показанной на фиг. 1, имеющей не полностью высушенное тело;fig. 12 is a diagram of the system shown in FIG. 1 having an incompletely dried body;
фиг. 13 - схематическая диаграмма, имеющая иллюстративный временной профиль сигнала силы, когда очищающая жидкость не полностью стекла каплями согласно фиг. 12;fig. 13 is a schematic diagram having an exemplary time profile of the force signal when the cleaning liquid is not completely drop-glass according to FIG. 12;
фиг. 14 - схема системы, показанной на фиг. 1, имеющей возможное столкновение неправильно отсоединенного тела; иfig. 14 is a diagram of the system shown in FIG. 1 having a possible collision of an incorrectly detached body; And
фиг. 15 - схематическая диаграмма, имеющая иллюстративный временной профиль сигнала силы при наличии столкновения согласно фиг. 14.fig. 15 is a schematic diagram having an exemplary time profile of the force signal in the presence of a collision according to FIG. 14.
В проиллюстрированных чертежах, части устройства, которые не служат для описания соответствующих чертежей, для ясности исключены.In the illustrated drawings, parts of the apparatus which do not serve to describe the respective drawings have been omitted for the sake of clarity.
Система 1 для очистки и/или дополнительной экспозиции тела 2. Тело 2 ранее было изготовлено из вещества, отверждаемого излучением посредством способа аддитивного производства. Производство осуществляется на платформе 3 наращивания. В ситуации, проиллюстрированной на фиг. 1, платформа 3 наращивания соединена с транспортным устройством 4 системы 1. Например, кронштейн 5 транспортного устройства 4 может иметь связь 6 для соединения с соответственно сконфигурированной платформой 3 наращивания. С использованием транспортного устройства 4, присоединенная платформа 3 наращивания может перемещаться в вертикальном направлении 7 (то есть нормально к поверхности наращивания платформы наращивания) и в горизонтальном направлении 8. Для вертикального движения, транспортное устройство 4 имеет мачту 9, которая располагается на рейке (не показана) для горизонтального движения. Система 1 имеет блок 10 дополнительной экспозиции и два приемника 11, 12 для очистных баков 13, 14 для очистки тела 2. Устройство 15 циркуляции в форме ротора предусмотрен в очистных баках 13, 14 на дне 16 бака 13, 14. Тело 2 и, возможно, транспортный контейнер, может транспортироваться на платформе 3 наращивания между этими установками 10, 11, 12 посредством транспортного устройства 4. То есть тело 2 может подниматься вертикально из транспортного контейнера, перемещаться горизонтально над очистным баком 13 и затем опускаться вертикально в очистной бак 13. После очистки тело 2 может, например, перемещаться над блоком 10 дополнительной экспозиции и затем опускаться вертикально в блок 10 дополнительной экспозиции. Блок 10 дополнительной экспозиции может, например, иметь (частично прозрачную) экспозиционную камеру для дополнительной экспозиции тела 2, имеющую соответствующие источники света, направленные в камеру.
Как показано более подробно на фиг. 2, транспортное устройство 4 содержит привод 17 для вышеописанного вертикального и горизонтального движения присоединенной платформы 3 наращивания. Транспортное устройство 4 также содержит датчик 18 силы. Датчик 18 силы содержит тензометр, который располагается на кронштейне 5 между мачтой 9 транспортного устройства 4 и связью 6 для платформы 3 наращивания и который регистрирует деформацию этого кронштейна 5. Таким образом, датчик 18 силы выполнен с возможностью захвата силы, действующей на платформу 3 наращивания, причем сила развивается транспортным устройством 4 (например, приводом 17) и/или телом 2 (например, сила тяжести) и/или извне (например, сила плавучести, см. ниже). Датчик 18 силы подключен к блоку 19 обработки. Блок 19 обработки выполнен с возможностью управления приводом 17 и вывода параметров процесса на основании сигнала силы от датчика 18 силы на пользовательский интерфейс 20. Пользовательский интерфейс 20 выполнен с возможностью осуществления связи с памятью 21 данных, где, например, хранится модель тела 2 и спецификации дополнительной обработки тела 2. Память 21 данных может составлять, например, часть транспортного контейнера. Блок 19 обработки выполнен с возможностью определения и вывода состояния тела 2, состояния платформы 3 наращивания или состояния очистного бака 13, 14 (точнее говоря: его уровня заполнения) на основании сигнала силы. С этой целью блок 19 обработки выполнен с возможностью сравнения сигнала силы с предполагаемым значением или с диапазоном предполагаемого значения и адаптации движения, скорости движения, ускорения и/или времени обработки транспортного устройства на основании сигнала силы. В частности, блок 19 обработки может останавливать привод 17 и/или выводить сигнал ошибки и/или задавать параметр способа как функцию различия между сигналом силы и предполагаемым значением.As shown in more detail in FIG. 2, the
В ситуации, проиллюстрированной на фиг. 2, платформа 3 наращивания свободна, то есть, ни одно тело не присоединено к платформе 3 наращивания. Сигнал силы от датчика 18 силы соответствует весу платформы 3 наращивания, когда транспортное устройство 4 неподвижно. То есть на основании сигнала силы блок 19 обработки может определять, что платформа 3 наращивания присоединена к транспортному устройству 4, а также вес упомянутой платформы 3 наращивания. Для более точного измерения, платформа 3 наращивания, имеющая мачту 9, может быть задана в вертикальном движении или колебаниях. Инертную массу платформы 3 наращивания можно вывести из результирующего временного профиля сигнала силы.In the situation illustrated in FIG. 2, the
В ситуации, проиллюстрированной на фиг. 3, транспортное устройство 4 несет платформу 3 наращивания, на которой располагается (к которой прилипло) тело 2. В этом случае, вес тела 2 совместно с платформой 3 наращивания можно вывести из сигнала силы. Если вес платформы 3 наращивания известен (либо по умолчанию, либо измерен заранее, как на фиг. 2), вес тела 2 может определяться отдельно. Вес тела 2 можно сравнивать с предполагаемым весом на основании модели. Предполагаемый вес вычисляется из плотности материала, используемого для изготовления (фотореактивного вещества) и заполненного объема тела 2. Используемая плотность может быть плотностью после отверждения, то есть, когда растворитель полностью осажден или отделен. Таким образом, процесс дополнительной обработки может выводиться из разности между определенным и предполагаемым весом. В частности, по-прежнему прилипшие остатки материала можно распознавать сразу после процесса промывки, и процесс промывки может продолжаться. После процесса промывки можно отслеживать капанье и слив очищающей жидкости.In the situation illustrated in FIG. 3, the
Такой процесс промывки в очистном баке 13 более подробно проиллюстрирован на фиг. 4. Как можно видеть в данном случае, ротор 15 (например, с постоянными магнитами) вращается магнитоприводным магнитом 23, который располагается под баком 13 и присоединен к электрическому двигателю 22. В результате, очищающая жидкость 24 циркулирует и гомогенизируется в баке 13. Остатки материала, прилипшие к телу 2, например, отвержденные в меньшей степени, смываются очищающей жидкостью 24 таким образом и собираются в баке 13. В ходе этого процесса, платформа 3 наращивания опускается в очистной бак 13, плотно закрывая его край 25 для предотвращения выходу очищающей жидкости. Контакт между платформой 3 наращивания и краем 25 бака, и любое контактное давление может определяться и отслеживаться с использованием датчика 18 силы. Тело 2 по существу полностью погружается в очищающую жидкость 24 вследствие правильного уровня заполнения очищающей жидкости 24.Such a washing process in the
Действующие силы, которые захватываются датчиком 18 силы, изображены на фиг. 5. С одной стороны, согласно фиг. 3, сила тяжести Fg действует согласно весу тела 2. С другой стороны, и противоположно силе тяжести Fg, сила плавучести Fb действует вследствие веса очищающей жидкости 24, перемещенной телом. Таким образом, сила плавучести Fb зависит, с одной стороны, от погруженного объема тела 2 и также от плотности перемещенной очищающей жидкости 24. Погруженный объем тела 2 в свою очередь зависит от уровня заполнения очищающей жидкости 24 в очистном баке 13.The operating forces that are captured by the
Фиг. 6 демонстрирует временной профиль сигнала силы FN, когда тело 2 опускается в очистной бак 13 в двух разных ситуаций 26, 27 (сплошная или пунктирная линия) для одного и того же тела 2. Изображены момент времени ttouch первого контакта с очищающей жидкостью 24 телом 2, то есть, когда тело 2 достигает уровня 28 жидкости (см. фиг. 5), и момент времени tsink полного опускания тела 2 в очищающую жидкость 24. Влияние размещения платформы 3 наращивания на краю 25 очистного бака 13 для простоты не показано. Момент времени ttouch по существу одинаков в обеих ситуациях, то есть, уровень заполнения также одинаков. Тем не менее, ситуации отличаются в сигнале силы, захваченной в момент времени tsink, где сигнал силы в первом случае 26 (сплошная линия) падает до силы Fk1 и во втором случае 27 (пунктирная линия) падает до (более высокой) силы Fk2. Это различие обусловлено разной плотностью очищающей жидкости 24. В первом случае 26, эта плотность выше, то есть, сила плавучести Fb выше и, таким образом, компенсирует большую часть веса Fg тела. Таким образом, результирующая сила Fk1 ниже. Во втором случае 27, плотность очищающей жидкости 24 ниже, благодаря чему, результирующая сила Fk2 остается более высокой. Таким образом, плотность очищающей жидкости 24, которая может определяться блоком 19 обработки, может использоваться для диагностический цели. Например, пользователю можно порекомендовать менять очищающую жидкость 24, когда состав очищающей жидкости 24 очевидно уже не подходит для промывки вследствие изменения плотности.Fig. 6 shows the time profile of the force signal F N when the
Фиг. 7 демонстрирует ситуацию, в которой тело 2 отсоединяется от платформы 3 наращивания в ходе транспортировки и падает. Это событие может распознаваться блоком 19 обработки. Временной профиль сигнала силы FN, соответствующий этой ситуации проиллюстрирован в упрощенной форме на фиг. 8. В данном случае изображен момент времени отсоединения tsep. Резкое изменение сигнала силы FN и отклонение от предполагаемого значения Fset соответствует отсоединению тела 2 (или платформы 3 наращивания). Этот случай можно распознавать, например, по тому факту, что вывод сигнала силы (то есть, наклон боковой поверхности в момент времени tsep) превышает предельное значение предполагаемых изменений (например, при погружении в очистной бак).Fig. 7 shows a situation in which the
Фиг. 9 демонстрирует ситуацию после промывки тела 2 в очистном баке 13 согласно фиг. 4, причем тело 2 полностью поднято вертикально из очищающей жидкости 24. Сразу после подъема тела 2 очищающая жидкость 24 стекает каплями обратно в очистной бак 13. Тело 2 удерживается в этом положении, пока очищающая жидкость 24 в основном не скапает. Во избежание задержек, предпочтительно распознавать этот момент времени как функцию геометрии тела 2. С этой целью также может использоваться датчик 18 силы. Временная зависимость сигнала силы FN в ходе этого процесса проиллюстрирована на фиг. 10. Блок 19 обработки отслеживает сигнал силы FN и регистрирует момент времени tdrip, когда сигнал силы FN достаточно приближается к предполагаемому значению Fset (то есть вплоть до заранее заданного допустимого отклонения). После подъема система 1 ожидает момента времени tdrip и затем продолжает дальнейшую дополнительную обработку (например, с дополнительной экспозиции). Альтернативно, капанье, после определенного количества капающая очищающая жидкость 24 (распознаваемая по изменению захваченной силе тяжести после его подъема), может дополняться путем сдувания. Этот случай проиллюстрирован в упрощенной форме на фиг. 11. В данном случае, воздуходувка включается в момент времени tdrip и действует до наступления момента времени tdry достаточного высушивания. Этот момент времени tdry распознается по тому факту, что сигнал силы FN оказывается в диапазоне Fsetmin-Fsetmax предполагаемых значений. Воздуходувка может деактивироваться в момент времени tdry, после чего продолжается дальнейшая дополнительная обработка (например, с дополнительной экспозицией).Fig. 9 shows the situation after washing the
Ошибка в процессе капанья для простоты проиллюстрирована на фиг. 12 преувеличенной. В этом случае, тело 29 образует “резервуар”, в котором удерживается очищающая жидкость 24. Таким образом, в этом случае, очищающая жидкость 24 собирается телом 29 из очистного бака 13 и не может капать. Этот случай можно распознавать блоком 19 обработки из того факта, что сигнал силы FN, как показано на фиг. 13, недостаточно приближается к предполагаемому значению Fset для тела 29, с которого падают капли. В данном случае, по истечении предполагаемого (или максимального) время стекания капель tdrip, оставшееся отклонение можно распознавать, и ошибка может выводиться и дополнительная обработка может прерываться или отменяться.The error in the dripping process is illustrated for simplicity in FIG. 12 exaggerated. In this case, the
Наконец, фиг. 14 демонстрирует случай ошибки, когда тело 2 само отсоединилось от платформы 3 наращивания над очистным баком 13 и теперь лежит поперек очистного бака 13. В этом случае платформа 3 наращивания будет сталкиваться с телом 2, опускаясь в очистной бак 13. Соответствующий временной профиль сигнала силы FN показан на фиг. 15. При опускании, сила внезапно начинает увеличиваться, наклон, соответствующий силе, прилагаемой приводом 17 транспортного устройства 4, и который также предполагается, например, при размещении на краю 25 очистного бака 14. По этой причине само по себе быстрое положительное изменение силы не является причинной отмены. Как только сила достигает заранее заданного максимального значения Fmax, однако блок 19 обработки останавливает привод 17 транспортного устройства 4 во избежание повреждения системы 1. Поскольку в этот момент времени погружения в очищающую жидкость 24 согласно фиг. 6 не зарегистрировано, блок 19 обработки может определять, наличие ошибки и отменять дополнительную обработку и отображать соответствующее указание с сообщением об ошибке пользователю.Finally, fig. 14 shows an error case where the
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50989/2019 | 2019-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2790119C1 true RU2790119C1 (en) | 2023-02-14 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1876012A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | System and method for producing a tangible object |
| RU2625848C1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Уфа Механика" | Device for automated finishing of products made with 3d printing |
| WO2018111548A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Carbon, Inc. | Methods and apparatus for washing objects produced by stereolithography |
| WO2018169824A1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Carbon, Inc. | Integrated additive manufacturing systems incorporating a fixturing apparatus |
| WO2019209732A1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Carbon, Inc. | Resin extractor for additive manufacturing |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1876012A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-09 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | System and method for producing a tangible object |
| RU2625848C1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Уфа Механика" | Device for automated finishing of products made with 3d printing |
| WO2018111548A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Carbon, Inc. | Methods and apparatus for washing objects produced by stereolithography |
| WO2018169824A1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Carbon, Inc. | Integrated additive manufacturing systems incorporating a fixturing apparatus |
| WO2019209732A1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Carbon, Inc. | Resin extractor for additive manufacturing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4058212B1 (en) | System for supervised post-processing | |
| US11642850B2 (en) | Method for producing a component by way of stereolithography | |
| EP3849776B1 (en) | Methods of producing an additive manufactured part with smooth surface finish | |
| RU2610505C2 (en) | Method of stereolithography for fabrication of three-dimensional object, in which said object supporting surface moves, periodically approaching to container bottom | |
| CN109501251A (en) | Photocuring 3D printer and its stripping means | |
| US20190126536A1 (en) | Cartridge vat-based additive manufacturing apparatus and method | |
| JP2019519407A (en) | Position detection technique for additive manufacturing and related systems and methods | |
| NL1030480C2 (en) | Immersion photolithography with megasonic wash. | |
| JP2017144723A (en) | System and method for automated cleaning of parts produced by three-dimensional printer | |
| JP2007098948A (en) | Rapid prototyping and manufacturing system and method | |
| RU2790119C1 (en) | System and method for controlled additional processing | |
| RU2771523C1 (en) | Deformation recognition of containers | |
| US11426926B2 (en) | Method and device for the lithography-based additive manufacture of three-dimensional molded bodies | |
| KR20210106909A (en) | Information processing apparatus, information processing method and computer-readable recording medium | |
| CN108859129B (en) | Detection system of photocuring 3D printing apparatus | |
| WO2019197521A1 (en) | Additive manufacturing device and system with automated failure recovery and/or failure avoidance unit | |
| EP3585591A1 (en) | Method and container for removing resin residues from a model created by three-dimensional 3d printing | |
| US20230080581A1 (en) | Expanding foams in additive manufacturing | |
| JP6616195B2 (en) | Flattening equipment | |
| EP3708368B1 (en) | Method of operating a stereolithography apparatus for preventing adhesion of a 3d-object to the vat through oscillatory excitations | |
| CN108461392B (en) | Method for evaluating treatment recipe, evaluation support device, and liquid treatment device | |
| CN113954356A (en) | 3D printing exposure interval time determining method and system | |
| JP7455971B2 (en) | Equipment for processing objects produced by additive manufacturing | |
| US11787122B2 (en) | Droplet discharge apparatus, droplet discharge method, and non-transitory storage medium | |
| EP4359146A2 (en) | Non-contact ultrasonic nozzle cleaner with closed-loop automatic clog detection |