ES2812826A1 - Sistema de extrusión para una impresora 3D - Google Patents
Sistema de extrusión para una impresora 3D Download PDFInfo
- Publication number
- ES2812826A1 ES2812826A1 ES201930807A ES201930807A ES2812826A1 ES 2812826 A1 ES2812826 A1 ES 2812826A1 ES 201930807 A ES201930807 A ES 201930807A ES 201930807 A ES201930807 A ES 201930807A ES 2812826 A1 ES2812826 A1 ES 2812826A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- nozzle
- ultrasound device
- syringe
- ultrasound
- piezoelectric actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/205—Means for applying layers
- B29C64/209—Heads; Nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
- B06B1/0651—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element of circular shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
Se proporciona un sistema de extrusión para una impresora 3D. El sistema comprende un cabezal de suministro de material de impresión que incluye una jeringa de extrusión para extruir el material de impresión; una boquilla, acoplada a un extremo de dicha jeringa, para dispensar el material de impresión; y un dispositivo de ultrasonidos incluyendo un actuador piezoeléctrico para generar y transmitir unas vibraciones de ultrasonidos a la boquilla. El actuador piezoeléctrico es de geometría anular y se fija de forma coaxial al dispositivo de ultrasonidos. El dispositivo de ultrasonidos incluye un orificio transversal para inserción de un extremo de la boquilla, es de geometría axial y está dispuesto perpendicular a un eje de simetría de la boquilla, de manera que las vibraciones de ultrasonidos se realizan en una dirección transversal a dicho eje de simetría de la boquilla.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de extrusión para una impresora 3D
Campo de la Invención
La presente invención hace referencia, en general, al campo de las impresoras 3D. Más en particular, la invención hace referencia a un sistema de extrusión para una impresora 3D que mejora la fluidez del suministro de un material de impresión.
Antecedentes de la Invención
El documento US-A1-20160199158 se refiere a un dispositivo y método para producir un producto conformado que consiste en un material pseudoplástico, utilizando un dispositivo de dispensación de material pseudoplástico. Este dispositivo de dispensación tiene al menos un dispositivo de ultrasonidos y una boquilla para dispensar el material que es empujado por un sistema de presión. El dispositivo de ultrasonidos tiene asimismo un actuador piezoeléctrico. El citado actuador piezoeléctrico, que tiene forma de anillo, está dispuesto coaxial a la citada boquilla, lo que aumenta su complejidad y dificulta su desmontaje. Asimismo, en el dispositivo propuesto por el documento US-A1-20160199158 las vibraciones de ultrasonidos se realizan únicamente en una dirección coaxial a un eje de simetría de la boquilla para disminuir la viscosidad del material pseudoplástico.
El documento CN-A-108105073 describe el funcionamiento de una bomba piezoeléctrica basada de un compuesto de fibras piezoeléctricas y un sustrato de metal. La bomba está conectada mediante un conducto principal al piezoeléctrico que, mediante su vibración, hace fluir el fluido por el tubo durante un periodo de tiempo para mejorar el rendimiento a la salida de la bomba.
El documento CN-A-108111056 describe el uso de 4 vibradores piezoeléctricos basados en un motor ultrasónico giratorio. Esta solución está pensada para accionar un actuador giratorio, otros actuadores pequeños y micro servos.
Se necesitan, por tanto, nuevos sistemas de extrusión para impresoras 3D que mejoren la fluidez del material de impresión, que permitan aplicar diferentes tipos de vibraciones a la boquilla dispensador del material de impresión y que tengan una configuración simple y flexible (fácil desmontaje).
Descripción de la Invención
A tal fin, la presente invención proporciona de acuerdo a un primer aspecto un sistema de extrusión para una impresora 3D, el cual comprende, al igual que los sistemas conocidos en el sector: un cabezal de suministro de material de impresión que incluye una jeringa de extrusión para extruir el material de impresión; una boquilla, acoplada a un extremo de dicha jeringa, para dispensar el material de impresión; y un dispositivo de ultrasonidos incluyendo un actuador piezoeléctrico, para generar y transmitir unas vibraciones de ultrasonidos a la boquilla. La citada jeringa y el citado dispositivo de ultrasonidos están sujetos a un soporte.
A diferencia de las propuestas conocidas, en el sistema propuesto, el actuador piezoeléctrico es de geometría anular y está configurado para fijarse coaxial con el dispositivo de ultrasonidos. Asimismo, el dispositivo de ultrasonidos incluye, en una porción extrema, un orificio transversal previsto para inserción de un extremo de la boquilla, de manera que cuando la boquilla está introducida en el orificio transversal la misma queda retenida en el dispositivo de ultrasonidos. Igualmente, el dispositivo de ultrasonidos es de geometría axial y está dispuesto perpendicular a un eje de simetría de la boquilla, de manera que las vibraciones de ultrasonidos se realizan en una dirección transversal a dicho eje de simetría de la boquilla, afectando principalmente a la misma.
De esta manera, el sistema propuesto mediante la aplicación de las citadas vibraciones a la boquilla permite mejorar, de manera sencilla, la fluidez del suministro del material de impresión, por ejemplo de las tintas que se imprimen mediante extrusión por técnicas de robocasting (o direct ink writing). Además, al ser la jeringa y el dispositivo de ultrasonidos dos elementos independientes, y unirse mediante la inserción de la boquilla en el citado orificio, el desmontaje del conjunto, una vez acoplado, es fácil y cómodo.
La citada geometría axial del dispositivo de ultrasonidos en un ejemplo de realización es asimétrica. De este modo, el sistema propuesto permite que la vibración no sólo pueda producirse en una única dirección, sino que se puede combinar en varias direcciones, permitiendo que la trayectoria del movimiento vibratorio esté contenida en un plano, por ejemplo horizontal o vertical.
En un ejemplo de realización, el actuador piezoeléctrico es de material cerámico.
En un ejemplo de realización, el dispositivo de ultrasonidos es un sonotrodo, o un dispositivo similar.
El sistema propuesto particularmente incluye además una columna de sustentación para fijar el dispositivo de ultrasonidos y el actuador piezoeléctrico al citado soporte. La columna preferiblemente está fijada al soporte de la máquina mediante al menos una unión roscada.
En un ejemplo de realización, el sistema incluye además un sistema de detección por radiación lumínica, particularmente un sistema por tecnología láser, para determinar la amplitud, particularmente la amplitud máxima, de la vibración del dispositivo de ultrasonidos, y poder ajustar así la frecuencia de la corriente eléctrica de alimentación del actuador piezoeléctrico.
En aún otro ejemplo de realización, la fijación de la jeringa al citado soporte se realiza por una unión roscada de una parte distal del extremo de la jeringa al soporte. Asimismo, la jeringa está configurada para extruir un material cerámico, de impresión.
Breve Descripción de las Figuras
Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización, meramente ilustrativa y no limitativa, con referencia a los dibujos que la acompañan, en los que:
La Fig. 1 es una vista isométrica de un sistema de extrusión para una impresora 3D, según un ejemplo de realización preferido de la presente invención.
Las Figs. 2A, 2B y 2C son unas vistas isométricas, ampliadas, de la jeringa, boquilla y actuador piezoeléctrico de la Fig. 1.
Explicación Detallada de unos Ejemplos de Realización
La Fig. 1 muestra un ejemplo de realización del sistema propuesto, ensamblado, es decir, con las diferentes piezas/elementos unidos. Las Figs. 2A-2C muestran vistas ampliadas de alguno de los elementos de la Fig. 1.
El sistema propuesto incluye un cabezal de suministro de material de impresión, particularmente un material cerámico, con una jeringa 10 de extrusión y una boquilla 11 acoplada a un extremo de la jeringa 10 para dispensar el material de impresión. Asimismo, el sistema incluye un dispositivo de ultrasonidos 12, particularmente un sonotrodo, y un soporte 14 para sujeción de la jeringa 10 y del dispositivo de ultrasonidos 12. La fijación/sujeción de la jeringa 10 al soporte 14 se realiza por una unión roscada 18 de una parte distal del extremo de la jeringa 10 al soporte 14.
El dispositivo de ultrasonidos 12 incluye un orificio transversal 15 para inserción de un extremo de la boquilla 11, de manera que cuando la boquilla 11 está introducida en el orificio 15, es decir tal como se ve en la Fig. 1, la misma queda retenida en el dispositivo de ultrasonidos 12.
El dispositivo de ultrasonidos 12 incluye un actuador piezoeléctrico 13 para generar y transmitir unas vibraciones de ultrasonidos, pueden ser de diferente tipo, a la boquilla 11. El actuador
piezoeléctrico 13 tal y como se observa en la Fig. 1, es de geometría anular y es coaxial con el dispositivo de ultrasonidos 12. Al ser el dispositivo de ultrasonidos 12 de geometría axial y estar dispuesto perpendicular a un eje de simetría (no ilustrado) de la boquilla 11 las citadas vibraciones de ultrasonidos se realizan en una dirección transversal al citado eje. Particularmente, el dispositivo de ultrasonidos es un sonotrodo.
Particularmente, el actuador piezoeléctrico 13 es de tipo duro debido a que puede someterse a altos esfuerzos mecánicos. El actuador piezoeléctrico 13 es excitado mediante unos electrodos, particularmente de cobre.
El dispositivo de ultrasonidos 12 y el actuador piezoeléctrico 13 están sujetos mediante una columna de sustentación 16 que está roscada al citado soporte 14. La columna 16 mediante la rosca 17 permite ajustar la altura del conjunto dispositivo de ultrasonidos 12 y actuador piezoeléctrico 13.
En un ejemplo de realización, el sistema propuesto puede incluir, acoplado en un sistema externo (no ilustrado), un sistema láser, o similar, para detectar la máxima amplitud de la vibración del dispositivo de ultrasonidos 12. Dicho sistema externo puede estar posicionado en el mismo lado que la boquilla 11, y estar alineado con la misma, o puede estar posicionado con cierta desviación respecto de la boquilla 11.
El alcance de la presente invención está definido en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (9)
1. Sistema de extrusión para una impresora 3D, comprende:
un cabezal de suministro de material de impresión que incluye una jeringa (10) de extrusión para extruir el material de impresión;
una boquilla (11), acoplada a un extremo de dicha jeringa (10), para dispensar el material de impresión; y
un dispositivo de ultrasonidos (12) incluyendo un actuador piezoeléctrico (13), configurado para generar y transmitir unas vibraciones de ultrasonidos a la boquilla (11);
en donde dicha jeringa (10) y dicho dispositivo de ultrasonidos (12) están sujetos a un soporte (14);
caracterizado porque:
el actuador piezoeléctrico (13) es de geometría anular y está configurado para fijarse coaxial al dispositivo de ultrasonidos (12);
el dispositivo de ultrasonidos (12) incluye, en una porción extrema, un orificio (15) transversal para inserción de un extremo de la boquilla (11), de manera que cuando la boquilla (11) está introducida en el orificio (15) transversal la misma queda retenida en el dispositivo de ultrasonidos (12); y
el dispositivo de ultrasonidos (12) es de geometría axial y está dispuesto perpendicular a un eje de simetría de la boquilla (11), de manera que las vibraciones de ultrasonidos se realizan en una dirección transversal a dicho eje de simetría de la boquilla (11).
2. Sistema según la reivindicación 1, en donde el actuador piezoeléctrico (13) es de material cerámico.
3. Sistema según las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de ultrasonidos (12) comprende un sonotrodo.
4. Sistema según las reivindicaciones anteriores, que incluye además una columna (16) de sustentación para fijar el dispositivo de ultrasonidos (12) y el actuador piezoeléctrico (13) al soporte (14), en el que dicha columna (16) está roscada.
5. Sistema según las reivindicaciones anteriores, que incluye además un sistema de detección por radiación lumínica de una amplitud de vibración del dispositivo de ultrasonidos (12).
6. Sistema según la reivindicación 5, en donde dicho sistema de detección comprende un sistema por tecnología láser.
7. Sistema según la reivindicación 1, en donde la fijación de la jeringa (10) al soporte (14) se realiza por una unión roscada de una parte distal del extremo de la jeringa (10) al soporte (14).
8. Sistema según la reivindicación 1, en donde la jeringa (10) está configurada para extruir un material cerámico, de impresión.
9. Sistema según la reivindicación 1, en donde dicha geometría axial del dispositivo de ultrasonidos (12) es asimétrica.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201930807A ES2812826A1 (es) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Sistema de extrusión para una impresora 3D |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201930807A ES2812826A1 (es) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Sistema de extrusión para una impresora 3D |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2812826A1 true ES2812826A1 (es) | 2021-03-18 |
Family
ID=74871941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201930807A Withdrawn ES2812826A1 (es) | 2019-09-18 | 2019-09-18 | Sistema de extrusión para una impresora 3D |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2812826A1 (es) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040012124A1 (en) * | 2002-07-10 | 2004-01-22 | Xiaochun Li | Apparatus and method of fabricating small-scale devices |
| US6814823B1 (en) * | 1999-09-16 | 2004-11-09 | Solidica, Inc. | Object consolidation through sequential material deposition |
| US20120121748A1 (en) * | 2009-07-21 | 2012-05-17 | Fundació Privada Ascamm | Device for selectively depositing molten plastic materials |
| WO2018089341A1 (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | Purdue Research Foundation | Methods and apparatus for 3d printing of highly viscous materials |
| US20180318932A1 (en) * | 2015-12-16 | 2018-11-08 | Desktop Metal, Inc. | Fused filament fabrication nozzle with controllable exit shape |
-
2019
- 2019-09-18 ES ES201930807A patent/ES2812826A1/es not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6814823B1 (en) * | 1999-09-16 | 2004-11-09 | Solidica, Inc. | Object consolidation through sequential material deposition |
| US20040012124A1 (en) * | 2002-07-10 | 2004-01-22 | Xiaochun Li | Apparatus and method of fabricating small-scale devices |
| US20120121748A1 (en) * | 2009-07-21 | 2012-05-17 | Fundació Privada Ascamm | Device for selectively depositing molten plastic materials |
| US20180318932A1 (en) * | 2015-12-16 | 2018-11-08 | Desktop Metal, Inc. | Fused filament fabrication nozzle with controllable exit shape |
| WO2018089341A1 (en) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | Purdue Research Foundation | Methods and apparatus for 3d printing of highly viscous materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2905602T3 (es) | Método y generador de gotitas uniformes de alta frecuencia | |
| US11148164B2 (en) | Piezoelectric dispenser with a longitudinal transducer and replaceable capillary tube | |
| ES2839506T3 (es) | Aparato de generación de nebulización | |
| WO2013129657A1 (ja) | 気泡噴出部材及びその製造方法、気液噴出部材及びその製造方法、局所アブレーション装置及び局所アブレーション方法、インジェクション装置及びインジェクション方法、プラズマ気泡噴出部材、並びに治癒装置及び治癒方法 | |
| ES2200508T3 (es) | Dispositivo para dispensar liquido. | |
| KR20100131999A (ko) | 초음파 무화시스템 | |
| BRPI0611198B1 (pt) | Vibration systems and methods | |
| ES2812826A1 (es) | Sistema de extrusión para una impresora 3D | |
| JP2012076030A (ja) | 中空磁歪振動子による液体供給装置 | |
| JP5879904B2 (ja) | 流路管及び流体噴射装置 | |
| US10894270B2 (en) | Liquid jet discharge device and liquid jet discharge method | |
| GB2047628A (en) | Pulsed liquid droplet ejector apparatus | |
| ES2391694T3 (es) | Dispositivo de dispersión de gotitas | |
| RU2018119694A (ru) | Асептический аэрозольный туманообразователь | |
| US8794742B2 (en) | Discharge head and discharge apparatus | |
| US11485632B2 (en) | Modular 3-D printed devices for sample delivery and method | |
| US20140296891A1 (en) | Fluid ejection device and medical apparatus | |
| US9604456B2 (en) | Liquid ejection device actuator unit and liquid ejection device handpiece | |
| KR101782478B1 (ko) | 모터를 이용한 oct 프로브 | |
| US8727502B2 (en) | Inkjet print head with flow-path micro-pattern and manufacturing method thereof | |
| JP2012192072A (ja) | 流体噴射装置 | |
| KR101667165B1 (ko) | 의료 레이저 장치용 줌 핸드피스 | |
| US11745211B2 (en) | Liquid ejection device and liquid ejection device control method | |
| KR102023271B1 (ko) | 카트리지 노즐 및 이를 포함하는 잉크 분사 장치 | |
| JP2003071342A (ja) | 噴霧ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2812826 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20210318 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20210705 |