IT201600109409A1 - Stampante 3D e relativo snodo dei bracci di supporto - Google Patents

Description

Stampante 3D e relativo snodo dei bracci di supporto

Descrizione

La presente invenzione ha come oggetto una struttura di stampante tridimensionale, di seguito in breve stampante 3D, che comprende una pluralità di bracci di supporto per una piastra di supporto di una testa di stampante.

Nello stato dell’arte, questo tipo di bracci sono conosciuti in combinazione con diversi tipi di strutture di stampanti, con architettura cartesiana o a delta. Essi presentano una lunghezza che non può variare e sono snodati alle estremità terminali per assumere diverse angolazioni rispetto al telaio e rispetto alla piastra da loro sostenuta.

Esempi di stampanti 3D con un’architettura cartesiana sono descritte in KR 2015/134185 A, US 9,233,507 B2, US 2016/0144564 A1, CN 205343814 U, mentre strutture a delta, ovvero con una base triangolare e tre montanti, sono note da US 7,837,458 B2, CN 204869690 U, CN 205148927 U.

In tali modelli, è necessario che gli snodi siano scorrevoli e non siano influenzati da giochi che potrebbero rendere la stampa 3D non accurata.

La presente invenzione si propone di risolvere il problema tecnico relativo agli inconvenienti dell’arte nota sopra menzionati, e di fornire uno snodo per un braccio articolato con il quale sia possibile realizzare una stampante 3D fornita di un elemento carrello guida dei bracci di sostegno di un supporto dell’estrusore della stampante, un elemento di supporto del gruppo estrusore della stampante 3D.

Il problema tecnico che è alla base della presente invenzione è di fornire una stampante 3D e uno snodo del relativo supporto dell’estrusore che consenta di ovviare all’inconveniente menzionato con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema viene risolto da una stampante 3D come sopra specificata e come definita nell’annessa rivendicazione 1.

Il principale vantaggio della struttura di stampante 3d consiste nell’essere di costruzione semplice e di essere capace di operare con notevole precisione.

La presente invenzione verrà qui di seguito descritta secondo un suo esempio di realizzazione preferita, fornito a scopo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni annessi in<cui:>

� la figura 1 mostra una vista in alzato di unastruttura di stampante 3D del tipo a delta che<incorpora un nodo di telaio;>

� le figura 2A e 2B mostrano viste in sezione dellastruttura di stampante 3D presa secondo piani orizzontali A-A e B-B indicati in figura 1;

� la figura 3 mostra un particolare della strutturadi stampante 3D di figura 1 rappresentato in<orizzontale anziché in verticale;>

� la figura 4 mostra un’ulteriore vista delparticolare di figura 3; e

� la figura 5 mostra una vista in sezionelongitudinale del particolare di figura 3, rappresentato rovesciato rispetto alle figure precedenti.

Con riferimento alle figure, una struttura di stampante 3D è indicata nel suo complesso con 1, del tipo cosiddetto a delta, che presenta una base triangolare e tre montanti verticali che si erigono dai vertici della base.

Essa comprende una base 2, una sommità 3, definiti rispettivamente da travi inferiori 4 e superiori 5 orizzontali, che si estendono dalle estremità inferiori e superiori di montanti 6 verticali, realizzati, come le travi 4, 5 orizzontali sopra citate, da profilati scatolari ottenibili per esempio da laminati metallici opportunamente piegati e tagliati della lunghezza desiderata.

Le travi 4, 5 e i montanti 6 sono connessi mediante opportuni nodi angolari 13.

La struttura 1 comprende, sulla faccia interna di ciascun montante 6, una coppia di binari 16 verticali, rigidamente connessi ai montanti 6 stessi e rivolt1 verso l’asse centrale della struttura 1. Su ciascuna coppia di binari 16 scorrono in verticale rispettivi cursori 7; su ciascuno di essi sono articolate le estremità distali di una coppia di rispettivi bracci di supporto 8 a lunghezza variabile, le cui estremità prossimali, contenute nel volume interno della struttura, si congiungono a supporto di una piastra di supporto 9 per una testa di stampante 10 che comprenderà opportuni ugelli capaci di depositare a strati il materiale con cui possono essere stampati oggetti tridimensionali. Tale materiale viene normalmente eiettato in forma fluida, in modo che si solidifichi, per esempio per raffreddamento forzato, per catalisi o per un effetto fotochimico, appena depositato.

La struttura 1 comprenderà altresì una piattaforma di base 17 orizzontale, disposta in corrispondenza della base 2 che funge da piano di riferimento su cui stampare l’articolo desiderato. Tale piattaforma 17 potrà essere regolabile in altezza.

La lunghezza dei bracci di supporto 8 è fissa, ed essi sono comandati, insieme alla posizione dei rispettivi cursori 7, da un’appropriata centralina di controllo che riceve le istruzioni di stampa in modo convenzionale.

Regolando la posizione del rispettivo cursore 7 lungo il montante, è possibile posizionare orizzontalmente la piastra di supporto 9 a qualunque altezza e in qualunque posizione su un piano orizzontale all’interno del volume definito da detta struttura a delta.

A tale proposito, i bracci 8 sono connessi al rispettivo cursore mediante un primo snodo 11 che realizza un giunto a testa sferica; parimenti l’estremità prossimale di ciascun braccio 8 è articolata alla piastra di supporto 9 mediante un secondo snodo 12 che realizza un altro giunto a testa sferica. In questo modo, i bracci di supporto 8 possono formare, variando la posizione della loro estremità distale in altezza, un angolo qualunque con i montanti verticali 6 e con la piastra di supporto 9 orizzontale.

La testa di stampante 10 sarà collegata a un iniettore in pressione, disposto superiormente, del materiale da depositare mediante un condotto flessibile 13.

I cursori 7 sono pilotati mediante appositi elementi di trasmissione, quali cinghie o fili tiranti, comandati da rulli 14, motorizzati e passivi, disposti in corrispondenza delle estremità inferiori e superiori dei montanti 6, per un adeguato controllo della posizione dei cursori 7 lungo i rispettivi binari. Per ciascun montante 6, almeno un rullo 14 deve essere motorizzato mediante un motore elettrico opportunamente alimentato.

Avendo le travi inferiori 4 e superiori 5 e i montanti 6 una struttura scatolare, essi possono accogliere cavi di varia natura, in particolare cavi di alimentazione che servono ai rulli 14, agli attuatori dei bracci 8, alla testa della stampante 10 e a sensori posizionati in vari punti della struttura sopra descritta.

Dette travi inferiori 4 e superiori 5 e detti montanti 6 sono tra loro connessi alle rispettive estremità a contatto mediante nodi 20 modulari della struttura 1.

Con riferimento agli snodi superiori 11, sul cursore 7, e inferiore 12, sulla piastra di supporto, ciascuno di essi comprende la struttura che sarà descritta di seguito.

Ciascun snodo comprende un giunto a testa sferica composto da una sede di giunto 18 e da una testa sferica 19, ovvero una sfera in materiale autolubrificante.

La sede 18 presenta un recesso formato da pareti elastiche 21, separate da intagli 22 che permettono la loro deformazione elastica. La sede presenta altresì un’apertura 23 di diametro inferiore a quello della testa sferica 19, ma essa può essere forzata all’interno della sede per via della deformabilità delle pareti della sede 18.

La forma interna della sede 18 è tale da coniugarsi con la superficie della testa sferica 19.

In una posizione adiacente a quella dell’apertura 23, la sede 18 comprende una cavità di scarico 27 al fondo della quale si presenta un foro 24 che costituisce la sede di passaggio e successivo fissaggio, ad esempio con capicorda o nodo avente maggior dimensione del foro, dell’estremità 25 di un cavo elastico 26; esso si estende internamente al braccio 8 che a tale scopo è cavo e collega la sede 18 dello snodo superiore 11 con la sede 18 dello snodo inferiore 12. Il cavo elastico 26 è pretensionato, avendo a riposo una lunghezza inferiore alla lunghezza minima del braccio 8. Inoltre, la sua deformabilità è tale da poter seguire flessibilmente tutte le posizioni angolari previste per il braccio 8, e risulta salvaguardato da pizzicature od intagli dalle dimensioni dello scarico 27. In questo modo, esso produce una compensazione automatica dei giochi interni agli snodi.

Alla struttura di stampante sopra descritta un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare ulteriori e contingenti esigenze, potrà apportare numerose ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro comprese nell'ambito di protezione della presente invenzione, quale definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di stampante 3D (1) comprendente una pluralità di bracci (8) a lunghezza fissa articolati tra un cursore (7) e una piattaforma di supporto (9) di una testa di stampante (10) mediante uno snodo superiore (11) e uno snodo inferiore (12), in cui ciascun snodo comprende un giunto a testa sferica composto da una sede di giunto (18) e da una testa sferica (19), la sede (18) comprendendo una sede di fissaggio dell’estremità (25) di un cavo elastico (26) pretensionato che si estende internamente al braccio (8) e collega lo snodo superiore (11) con lo snodo superiore (12), il cavo elastico (26) avendo a riposo una lunghezza inferiore alla lunghezza del braccio (8), inoltre, la sua deformabilità è tale da poter seguire flessibilmente tutte le posizioni angolari previste per il braccio (8).
2. 2. Struttura di stampante 3D (1) secondo la rivendicazione 1 in cui detta sede di fissaggio è un foro (24).
3. 3. Struttura di stampante 3D (1) secondo la rivendicazione 1 in cui detta testa sferica (19) è una sfera in materiale autolubrificante.
4. 4. Struttura di stampante 3D (1) secondo la rivendicazione 1 in cui la sede (18) presenta un recesso formato da pareti (21) elastiche, separate da intagli (22) che permettono la loro deformazione elastica, detta sede (18) presentando un’apertura (23) di diametro inferiore a quello della testa sferica (19), ma essa può essere forzata all’interno della sede (18) per via della deformabilità delle pareti (21).
5. 5. Struttura di stampante 3D (1) secondo la rivendicazione 1 in cui la forma interna della sede (18) è tale da coniugarsi con la superficie della testa sferica (19).