filament supply cartridge with a spout for 3d printer

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FR3022828A1
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FR
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FR1456065A
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Inventor
Jean-Marc Gobillard
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Zeepro France
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ZEEPRO FRANCE
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B29C64/106
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    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H49/00Unwinding or paying-out filamentary material; Supporting, storing or transporting packages from which filamentary material is to be withdrawn or paid-out
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    • B65H49/20Package-supporting devices
    • B65H49/32Stands or frameworks
    • B65H49/322Enclosing boxes with supporting means for the package or reel during unwinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/18Guides for filamentary materials; Supports therefor mounted to facilitate unwinding of material from packages

Abstract

Une cartouche d'alimentation (1) en filament pour un système de modélisation tridimensionnelle par dépôt, comprend un boitier de stockage définissant une chambre destinée à loger le filament (10) enroulé en bobine et présentant une ouverture pour le passage d'un brin du filament. A supply cartridge (1) filament to a three-dimensional modeling system by deposition, includes a storage housing defining a chamber for receiving the filament (10) wound into a coil and having an opening for the passage of a strand of the filament. La cartouche comporte en outre un bec (4) qui saille à partir du boitier dans le prolongement de l'ouverture suivant une certaine direction longitudinale (D). The cartridge further comprises a spout (4) which projects from the housing in the extension of the opening in a certain longitudinal direction (D). Le bec présente une gorge (8) transversale à ladite direction longitudinale et un canal de guidage (9) du brin de filament est formé dans le bec le long de ladite direction longitudinal. The mouthpiece has a groove (8) transversal to said longitudinal direction and a guide channel (9) of the strand of filament is formed in the nozzle along said longitudinal direction.

Description

Domaine technique Le domaine de l'invention est celui de l'impression d'objets en trois dimensions. Technical Field The field of the invention is that the printing of three-dimensional objects. L'invention porte plus particulièrement sur une 5 cartouche d'alimentation en filament pour une utilisation dans un système de modélisation tridimensionnelle par dépôt ou imprimante 3D. The invention more particularly relates to a 5 cartridge filament supply for use in a three-dimensional modeling system by deposition or 3D printer. Technique antérieure 10 Généralement, les systèmes de modélisation tridimensionnelle par dépôt utilisent un filament en polymère thermoplastique comme matériau de fabrication. 10 prior art Generally, three-dimensional modeling systems by depositing using a filament of thermoplastic polymer as a processing material. Ce filament est guidé depuis une cartouche d'alimentation vers une buse d'extrusion mobile en translation verticale 15 et horizontale pour être liquéfié et déposé sur une plate-forme de construction. This filament is guided from a supply cartridge to an extrusion nozzle mobile in vertical translation and horizontal 15 to be liquefied and deposited on a construction platform. Le filament en sortie de la buse d'extrusion se durcit en refroidissant sur la plate-forme de construction. The filament at the outlet of the extrusion nozzle hardens by cooling on the construction platform. Plusieurs couches peuvent ainsi être déposées par la buse d'extrusion dans des zones 20 définies à partir d'un modèle CAO afin de créer un objet solide tridimensionnel. Several layers may thus be deposited by the extrusion nozzle 20 in areas defined from the CAD model to create a three-dimensional solid object. On connaît du brevet US-2010/0096485 une cartouche d'alimentation en filament pour une imprimante 3D qui comporte un boitier de stockage définissant une chambre 25 destinée à loger le filament enroulé en bobine et présentant une ouverture pour le passage d'un brin du filament. Known from US-2010/0096485 a cartridge filament supply for a 3D printer that includes a storage housing defining a chamber 25 for accommodating the coiled coil filament and having an opening for the passage of a strand of the filament. Ces cartouches permettent de protéger le filament des poussières et éventuellement si elles sont étanches de 30 l'humidité de l'air. These cartridges help protect the filament of dust and possibly if they are waterproof to 30 the humidity. Elles permettent aussi de facilement changer de filament dans le système d'impression 3D par substitution de cartouches. They also make it easy to change the filament in the 3D printing system replacement cartridges.

Ce type de cartouche connu vient s'insérer de façon générale dans un logement formant berceau prévu dans l'imprimante 3D suivant un mouvement en tiroir jusqu'au verrouillage de la cartouche dans le logement. This type of cartridge is inserted known generally in a housing forming cradle planned in the 3D printer following a moving drawer until you lock the cartridge into the slot. Un galet 5 motorisé vient alors au contact du brin de filament qui sort de la cartouche pour entrainer le filament en déplacement vers une buse d'extrusion. A motorized roller 5 then comes into contact with the filament strand that exits the cartridge to drive the filament moving towards an extrusion nozzle. Toutefois, cet agencement connu est relativement complexe et nécessite des pièces mécaniques en mouvement comme le galet 10 d'entrainement qui est généralement monté sur un bras oscillant mobile par rapport à la cartouche. However, this known arrangement is relatively complex and requires moving parts such as roller 10 drive which is generally mounted on a movable swinging arm relative to the cartridge. Exposé de l'invention Le but de l'invention est d'améliorer une cartouche 15 d'alimentation en filament pour système de modélisation tridimensionnelle par dépôt qui peut être chargée/déchargée facilement de l'imprimante 3D et qui permet la suppression de la présence d'éléments mécaniques en mouvement dans le logement ou berceau de la 20 cartouche. Disclosure of the invention The object of the invention is to improve a cartridge 15 filament supply for three-dimensional modeling system deposit which can be charged / discharged easily from the 3D printer and allows the elimination of the presence mechanical moving parts in the housing or barrel 20 of the cartridge. A cet effet, l'invention a pour objet une cartouche d'alimentation en filament pour un système de modélisation tridimensionnelle par dépôt, comprenant un boitier de stockage définissant une chambre destinée à 25 loger le filament enroulé en bobine et présentant une ouverture pour le passage d'un brin du filament, caractérisé en ce qu'elle comprend un bec qui saille à partir du boitier dans le prolongement de l'ouverture suivant une certaine direction longitudinale, en ce que 30 le bec présente une gorge transversale à ladite direction longitudinale et en ce qu'un canal de guidage du brin de filament est formé dans le bec le long de ladite direction longitudinale, ce canal de guidage croisant ladite gorge. To this end, the invention relates to a filament supply cartridge for a three-dimensional modeling system by deposition, comprising a storage housing defining a chamber for 25 accommodating the wound filament coil and having an opening for the passage a strand of the filament, characterized in that it comprises a spout which projects from the housing in the extension of the opening in a certain longitudinal direction, in that the beak 30 has a transverse groove in said longitudinal direction and in that a filament strand from the guide channel is formed in the nozzle along said longitudinal direction, said guide channel intersecting said groove. L'invention s'étend à un système de modélisation tridimensionnelle par dépôt qui comprend une cartouche 5 d'alimentation en filament telle que définie ci-dessus. The invention extends to a three-dimensional modeling system by depositing comprising a filament supply cartridge 5 as defined above. Le système d'impression peut présenter les particularités suivantes : - il comprend un logement formant berceau dans lequel vient s'insérer ladite cartouche d'alimentation suivant 10 un mouvement de levier ; The printing system may have the following features: - it comprises a housing forming a cradle in which is inserted said supply cartridge Next 10 a lever movement; - un galet d'entrainement du brin de filament est prévu dans le logement pour venir s'engager dans la gorge de la cartouche quand la cartouche est insérée dans le logement. - a drive roller of the filament strand is provided in the housing for engagement in the throat of the cartridge when the cartridge is inserted into the housing.

15 Description sommaire des dessins La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée du mode de réalisation pris à titre d'exemple 20 nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective de la cartouche d'alimentation en filament selon l'invention; 15 Brief Description of Drawings The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of the embodiment taken as an example 20 in no way limiting and illustrated by the attached drawings in which: - Figure 1 schematically shows a perspective view of the filament supply cartridge according to the invention; 25 - la figure 2 représente schématiquement le logement formant berceau de l'imprimante 3D dans lequel vient s'insérer la cartouche de la figure 1. Description des modes de réalisation 30 Sur la figure 1, la cartouche 1 d'alimentation en filament selon l'invention comprend un boitier de stockage 2 définissant une chambre, ici une chambre cylindrique, destinée à loger le filament enroulé en bobine. 25 - Figure 2 diagrammatically shows the housing cradle-forming of the 3D printer wherein is inserted the cartridge of Figure 1. Description of embodiments 30 In Figure 1, the cartridge 1 filament supply according to the invention includes a storage housing 2 defining a chamber, here a cylindrical chamber for accommodating the coiled coil filament. Le boitier de stockage 2 comporte ici une paroi frontale 3 à partir de laquelle saille un bec 4 dans le prolongement d'une ouverture 5 (représentée en traits interrompus sur la figure 1) à travers laquelle passe un brin du filament pour sortir vers l'extérieur de la chambre. The storage box 2 comprises here a front wall 3 from which protrudes a mouthpiece 4 in the extension of an opening 5 (shown in broken lines in Figure 1) through which a strand of the filament to exit towards the outside the chamber. Comme visible sur la figure 1, le bec 4 s'étend 10 perpendiculairement à la paroi frontale 3 suivant une direction longitudinale D parallèle aux flancs latéraux de la cartouche 1. Le sens de la flèche D sur la figure 1 indique le sens d'insertion de la cartouche 1 dans un logement 6 15 formant berceau prévu dans l'imprimante 3D illustrée très partiellement par la référence 7 sur la figure 2. Par ailleurs, selon l'invention, le bec 4 présente une gorge 8 transversale à la direction longitudinale D et un canal de guidage 9 du brin de filament 10 est formé 20 dans le bec le long de la direction longitudinal D. Ce canal de guidage 9 vient croiser la gorge 8 de sorte que le brin de filament 10 dépasse du fond de la gorge 8 pour être en contact mécanique avec un galet d'entrainement du filament comme décrit plus loin. As shown in Figure 1, the spout 4 10 extends perpendicularly to the front wall 3 along a longitudinal direction D parallel to the lateral sides of the cartridge 1. The direction of the arrow D in Figure 1 indicates the direction of insertion of the cartridge 1 in a housing 6 provided in cradle 15 forming the 3D printer illustrated partially by the reference numeral 7 in Figure 2. Moreover, according to the invention, the spout 4 has a transverse groove 8 in the longitudinal direction D and a guide channel 9 of the strand of filament 10 is formed in the spout 20 along the longitudinal direction D. the guide channel 9 has the cross groove 8 so that the strand of filament 10 protrudes from the bottom of the groove 8 to be in mechanical contact with a filament drive roller as described later.

25 Sur la figure 2, on a illustré très schématiquement en partie suivant une vue en coupe le logement 6 formant berceau dans l'imprimante 3D pour recevoir la cartouche d'alimentation 1. Le logement 6 de l'imprimante 7 est normalement 30 indépendant de la cartouche d'alimentation 1 qui peut être préférentiellement moulée en polymère thermoplastique. 25 In Figure 2, there is illustrated very schematically in part in a sectional view the housing 6 forming a cradle in the 3D printer for receiving the supply cartridge 1. The housing 6 of the printer 7 is normally 30 independent of the supply cartridge 1 which may be preferably molded thermoplastic polymer.

3022 82 8 5 Comme visible sur la figure 2, le bas du logement 6 sert ici de socle à l'imprimante 7. Ce logement ou berceau 6 comprend des parois latérales (non représentées sur la figure 2) qui 5 permettent de guider les flancs latéraux de la cartouche 1 au moment où on la charge dans l'imprimante. 3022 82 8 5 As shown in Figure 2, the bottom of the housing 6 is used here as base to the printer 7. This housing or cradle 6 comprises side walls (not shown in Figure 2) 5 can guide the flanks side of the cartridge 1 when it is loaded in the printer. Le logement 6 comprend ici une languette flexible 11 à l'arrière du logement 6 pour verrouiller en position d'insertion la cartouche 1 et une lame 12 de renvoi de la 10 cartouche 1 lors de son déchargement de l'imprimante. The housing 6 comprises here a flexible tongue 11 to the rear of the housing 6 for locking in the insertion position the cartridge 1 and a blade 12 of reference 10 of the cartridge 1 during its discharge from the printer. Dans le logement 6, l'imprimante comporte ici un moteur électrique 13 fixé sur un support solidaire du berceau, ce moteur étant muni en bout d'axe d'un galet d'entrainement 14 du brin de filament qui vient dans la 15 gorge 8 du bec de la cartouche quand elle est insérée dans le logement 6. Par ailleurs, comme visible sur la figure 2, sur le support du moteur est fixé un contacteur électrique 15 à lame fonctionnant comme un palpeur de brin de filament. In the housing 6, the printer comprises here an electric motor 13 fixed on a support integral with the cradle, this engine being provided in shaft end of a drive roller 14 of the strand of filament 15 that comes in the groove 8 the nozzle of the cartridge when it is inserted into the housing 6. Furthermore, as shown in Figure 2, the motor bracket is fixed to an electrical contactor blade 15 functioning as a filament strand probe.

20 Lorsque le brin de filament 10 sort de la cartouche 1, son extrémité libre passe dans le canal 9 au fond de la gorge 8. Cette cartouche 1 à bec 4 selon l'invention est prévue pour s'insérer dans le logement 6 par un mouvement 25 de levier en deux temps illustré par les flèche L1 et L2 sur la figure 2. D'abord, la cartouche 1 est insérée de manière oblique dans le logement 6 et elle est guidée dans ce mouvement suivant la flèche L1 jusqu'à ce que l'extrémité 30 libre du bec 4 passe sous le galet d'entrainement 14. Puis ensuite, l'arrière de la cartouche 1 est enfoncé verticalement dans le fond du logement 6 comme illustré par la flèche L2, ce qui repousse la lame du palpeur 15 et permet la détection de la présence du brin de filament 10. Inversement, lorsque le brin de filament 10 est 5 rétracté dans la cartouche 1, avant le déchargement de celle-ci, l'information fournie par le palpeur 15 permet de détecter la fin de l'opération. 20 When the strand of filament 10 out of the cartridge 1, its free end passes into the channel 9 to the bottom of the groove 8. This cartridge 1 spout 4 according to the invention is intended to be inserted into the housing 6 by a movement of lever 25 in two stages shown by the arrow L1 and L2 in Figure 2. first, the cartridge 1 is inserted obliquely into the housing 6 and is guided in this movement according to arrow L1 until 30 that the free end of the spout 4 passes under the drive roller 14. and then, the back of the cartridge 1 is pressed vertically into the bottom of the housing 6 as shown by the arrow L2, which pushes the blade sensor 15 and allows the detection of the presence of the strand of filament 10. Conversely, when the strand of filament 10 is retracted 5 in the cartridge 1 before the unloading thereof, the information provided by the sensor 15 can detect the end of the operation. Quand l'arrière de la cartouche 1 est enfoncé verticalement dans le fond du logement 6, par effet de 10 levier, le filament 10 dans la gorge 8 vient en pression contre le galet 14, cette pression étant par ailleurs garantie par la compression du ressort 16, préférentiellement à lame et en acier à ressort, qui est fixé sur le berceau, à proximité du galet d'entrainement. When the rear of the cartridge 1 is pressed vertically into the bottom of the housing 6, 10 by leverage, the filament 10 in the groove 8 is pressed against the roller 14, this pressure being also ensured by the compression of the spring 16, preferably to slide and spring steel, which is fixed on the cradle, near the drive roller.

15 Cet agencement permet donc de démultiplier l'effort appliqué par l'utilisateur afin d'appliquer au filament la pression de contact nécessaire avec le galet d'entrainement. 15 This arrangement therefore makes it possible to multiply the force applied by the user to be applied to the filament necessary contact pressure with the drive roller. La longueur du bec 4 doit être suffisante pour 20 permettre ce mouvement de levier de toute la cartouche dans le fond du logement 6 avec engagement du galet d'entrainement 14 dans la gorge 8, qui est ici une gorge semi-cylindrique. Beak length 4 must be sufficient to allow that 20 of the whole cartridge lever movement in the bottom of the housing 6 with engagement of the driving roller 14 in the groove 8, which is here a semi-cylindrical groove. Le profil de la languette flexible 11 du berceau 25 comporte une pente qui permet à la languette de s'écarter au moment où on rabat la cartouche dans le fond du berceau. The profile of the flexible tongue 11 of the cradle 25 has a slope which allows the tongue to move away when it folds the cartridge into the bottom of the cradle. Le verrouillage de la cartouche 1 dans le fond du berceau est assuré par une encoche 17 en bas de la 30 languette 11, dans laquelle vient s'insérer une extrémité arrière de la cartouche. The locking of the cartridge 1 in the cradle of the base is provided by a notch 17 at the bottom 30 of the tongue 11, in which is inserted a rear end of the cartridge. Le désengagement de la cartouche 1 hors du berceau 6 est obtenu en tirant vers l'arrière sur la languette flexible 11 ce qui dégage l'arrière de la cartouche 1, la cartouche 1 étant alors poussée en partie vers le haut en dehors du berceau de manière symétrique par l'action combinée du ressort 16 et de la lame de renvoi 12. L'opérateur n'a plus alors qu'à saisir la cartouche pour la sortir de l'imprimante 3D. Disengagement of the cartridge 1 out of the cradle 6 is obtained by pulling rearwardly on the flexible tongue 11 thereby disengaging the rear of the cartridge 1, the cartridge 1 is then pushed in part upwardly out of the cradle symmetrically by the combined action of the spring 16 and the return blade 12. the operator then only has enter the cartridge out of the 3D printer. Cette cartouche 1 à bec selon l'invention peut avantageusement être utilisée dans un système de 10 modélisation tridimensionnelle à application industrielle ou pour des dispositifs destinés au grand public. This cartridge 1 to spout according to the invention can advantageously be used in a three-dimensional modeling system 10 to industrial application or for devices intended for the general public.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1. REVENDICATIONS1. Cartouche d'alimentation (1) en filament pour un système de modélisation tridimensionnelle par dépôt, 5 comprenant un boitier de stockage définissant une chambre destinée à loger le filament (10) enroulé en bobine et présentant une ouverture pour le passage d'un brin du filament, caractérisé en ce qu'elle comprend un bec (4) qui saille à partir du boitier dans le prolongement de 10 l'ouverture suivant une certaine direction longitudinale (D), en ce que le bec présente une gorge (8) transversale à ladite direction longitudinale et en ce qu'un canal de guidage (9) du brin de filament est formé dans le bec le long de ladite direction longitudinale, ce canal de 15 guidage croisant ladite gorge. supply cartridge (1) filament to a three-dimensional modeling system by depositing, 5 comprising a storage housing defining a chamber for receiving the filament (10) wound into a coil and having an opening for the passage of a strand of the filament, characterized in that it comprises a spout (4) which projects from the housing in the extension of the opening 10 in a certain longitudinal direction (D), in that the spout has a groove (8) transversal to said longitudinal direction and in that a guide channel (9) of the strand of filament is formed in the nozzle along said longitudinal direction, guide channel 15 intersecting said groove.
  2. 2. Système de modélisation tridimensionnelle par dépôt, caractérisé en ce qu'il comprend une cartouche d'alimentation en filament suivant la revendication 1. 20 2. Three-dimensional modeling system by deposition, characterized in that it comprises a filament supply cartridge according to claim 1. 20
  3. 3. Système de modélisation tridimensionnelle selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un logement (6) formant berceau dans lequel vient s'insérer ladite cartouche d'alimentation suivant un mouvement de 25 levier. 3. Three-dimensional modeling system as claimed in claim 2, characterized in that it comprises a housing (6) forming a cradle in which is inserted said supply cartridge according to a movement of lever 25.
  4. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un galet d'entrainement (14) du filament est prévu dans le logement (6) pour venir s'engager dans la gorge 30 (8) de la cartouche quand la cartouche est insérée dans le logement. 4. The system of claim 3, characterized in that a drive roller (14) of the filament is provided in the housing (6) for engagement in the groove 30 (8) of the cartridge when the cartridge is inserted into the housing.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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