LT6438B - Bekontakčio manipuliavimo įrenginys, surinkimo būdas ir 3d spausdinimas - Google Patents

Bekontakčio manipuliavimo įrenginys, surinkimo būdas ir 3d spausdinimas Download PDF

Info

Publication number
LT6438B
LT6438B LT2015088A LT2015088A LT6438B LT 6438 B LT6438 B LT 6438B LT 2015088 A LT2015088 A LT 2015088A LT 2015088 A LT2015088 A LT 2015088A LT 6438 B LT6438 B LT 6438B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
acoustic
components
computer
melting
acoustic field
Prior art date
Application number
LT2015088A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2015088A (lt
Inventor
Osvaldas Putkis
PUTKIS Osvaldas
Original Assignee
Uab "Neurotechnology"
UAB „Neurotechnology“
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uab "Neurotechnology", UAB „Neurotechnology“ filed Critical Uab "Neurotechnology"
Priority to LT2015088A priority Critical patent/LT6438B/lt
Priority to US15/765,126 priority patent/US20180304500A1/en
Priority to EP16741141.2A priority patent/EP3365154B1/en
Priority to JP2018512217A priority patent/JP6655230B2/ja
Priority to PCT/IB2016/053563 priority patent/WO2017068435A1/en
Priority to CN201680053014.7A priority patent/CN108025485B/zh
Publication of LT2015088A publication Critical patent/LT2015088A/lt
Publication of LT6438B publication Critical patent/LT6438B/lt

Links

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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0261—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using ultrasonic or sonic vibrations
    • 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
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • 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
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • 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
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • 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
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321—Feeding
    • 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
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • 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
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • 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
    • B29C2791/00—Shaping characteristics in general
    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/008—Using vibrations during moulding
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

Bekontakčio medžiagų ir komponentų, tokių kaip elektronikos komponentų, manipuliavimo įrenginys apima medžiagų ir/arba komponentų padavimo įtaisus; akustinių keitiklių matricas; bent vieną medžiagos ir/arba komponento sujungimo (lydymo, sukietinimo) įtaisą; pagrindą ant kurio yra formuojamas objektas, bent vieną atgalinio ryšio signalo formavimo įtaisą; ir kompiuterinę valdymo priemonę, kurios skaitmeninių duomenų laikmenoje yra saugoma speciali kompiuterinė programa, kurią kompiuterinė priemonė vykdo tam, kad būtų gaunamas ir apdorojamas atgalinio ryšio formavimo įtaisų signalas ir būtų valdomas akustinis laukas, valdant akustinių keitiklių formuojamą lauką įrenginyje. Kai yra naudojamos keitiklių matricos išdėstytos viena priešais kitą, fokuso vietoje yra sukuriamas akustinis laukas su maksimumo ir minimumo (noda) taškais, dėl bangų sklindančių iš keitiklių išdėstytų viršutinėje ir apatinėje dalyje interferencijos (Pav. 1). Jei akustinė manipuliacija vyksta ore, manipuliuojami objektai yra suspenduojami tose nodose. Atitinkamai keičiant keitiklių valdymo fazes ir amplitudes fokuso pozicija gali būti keičiama, priverčiant suspenduotą objektą judėti į norimą poziciją erdvėje.

Description

Išradimo sritis
Išradimas yra skirtas 3D spausdinimui naudojant bekontakčio medžiagų ir komponentų manipuliavimą trimatėje erdvėje akustinio lauko pagalba.
Technikos lygio aprašymas
Plastikiniai, stikliniai ar metaliniai elektronikos komponentai ar integrinės elektroninės schemos dažniausiai yra gaminamos atskirai naudojant įvairius formavimo prietaisus, kaip, pavyzdžiui, automatizuotas surinkimo linijas, trimačius spausdintuvus. Vėliau komponentai yra surenkami rankiniu ar automatizuotu būdu į galutinį gaminį. Toks gaminių surinkimas reikalauja atskirų gamybos ir surinkimo įrenginių, o surinkimo procesas užima papildomą gamybos laiką, kas sąlygoja didesnius gaminių gamybos kaštus. Kontaktinis surinkimas tiek mikro tiek ir makro skalėje yra mechaniškai sudėtingas procesas. Mažų komponentų kontaktiniai surinkimo būdai dažnai yra apriboti elektrinio lauko jėgų, neleidžiančių atpalaiduoti pozicionuojamą detalę nuo laikiklio. Robotizuotiems įrenginiams taip pat sunku manipuliuoti medžiagomis, turinčiomis skirtingas fizines savybes (geometrija, elastingumas ir pan.). Šių trūkumų galima išvengti naudojant bekontakčius manipuliavimo būdus ir įrenginius. Viena iš trimatės akustinio manipuliavimo technologijos panaudojimų galimybių yra akustinė levitacija, kurios pagalba nedidelių gabaritų objektai gali būti pozicionuojami trimatėje erdvėje akustinio lauko pagalba. Keičiant akustinio lauko parametrus objektai gali būti pernešami iš vienos padėties į kitą tiek dujinėje tiek skystoje aplinkoje ir sujungiami. Akustinė levitacija gali būti pritaikyta valdyti didesnį diapazoną medžiagų, turi didesnę greitaveiką ir pakankamai didelę erdvinę skiriamąją gebą.
Yra žinoma daugybė robotizuotų elektronikos komponentų surinkimų įrenginių, tokių kaip JAV patente Nr. US 4,637,134 atskleistas aparatas, skirtas elektronikos komponentų įstatymui į numatytą vietą surinkimo plokštėje. Tačiau šis įrenginys veikia kaip kontaktinis manipuliatorius elektronikos komponentų įstatymui į kitu įrenginiu suformuotą gaminį.
Yra žinomas dalelių manipuliavimo būdas dujinės terpės trimatėje erdvėje, naudojant įrenginį apimantį nuo dviejų iki keturių viena priešais kitą esančių plokštelių, sudarytų iš daugybės ultragarsinių keitiklių (Yoichi Ochiai, Takayuki Hoshi, Jun Rekimoto „Pixie dust: graphics generated by levitated and animated objects in computational acoustic-potential field“ ACM Transactions on Graphics (TOG) 2
Proceedings of ACM SIGGRAPH 2014 TOG, Volume 33 Issue 4, July 2014). Kiekvienas ultragarsinis keitiklis yra valdomas atskirai, kas leidžia vienu metu valdyti keletą objektų tam tikra trajektorija. Levituojami objektai gali būti valdomi taip, kad suformuotų iš anksto numatytų formų sankaupas. Tačiau šis būdas ir įrenginys nėra skirti trimačiam gaminių formavimui ir surinkimui.
JAV patente Nr. US 5,500,493 yra atskleidžiamas akustinės levitacijos įrenginys su grįžtamuoju ryšiu iš daugybės jutikliu tam, kad būtų užtikrinta stabili ir tiksli levituojamo objekto padėtis erdvėje. Tačiau šis įrenginys nėra tinkamas elementų ar medžiagų perkėlimui trimatėje erdvėje.
Artimiausias analogas yra aprašomas JAV patente Nr. US 6,766,691 (B2). Jame yra atskleidžiamas būdas ir aparatas skirti valdyti dalelės arba dalelių junginio formai naudojant optoakustinį sulydymą. Naudojant akustinį keitiklį ir reflektorių, kuris yra išdėstytas apie dalelę arba jų junginį, yra suformuojama stovinti banga ir dalelės yra sulaikomos ore. Šios stovinčios bangos veikia dalelių paviršių, taip keičiant jų sankaupos formą. Naudojant kaitinimo spindulio šaltinį yra vykdomas ore suspenduotų dalelių sankaupos lydymas tam, kad būtų suformuotas vientisas objektas. Vienas iš šio būdo ir aparato trūkumų yra tai, kad nėra galimybės sujungti keletą komponentų ir/ar suformuoti gaminį.
Šis išradimas yra skirtas gaminių formavimui iš įvairių medžiagų ir/ar komponentų, fiziškai neliečiant nei pagrindo formavimui skirtos medžiagos nei j pagrindą skirtų įstatyti komponentų, kaip pavyzdžiui SMT elementų surinkimui.
Trumpas išradimo aprašymas
Bekontakčio medžiagų ir komponentų, tokių kaip elektronikos komponentų, manipuliavimo įrenginys apima medžiagų ir/arba komponentų padavimo įtaisus; akustinių keitiklių matricas; bent vieną medžiagos ir/arba komponento sujungimo (lydymo, sukietinimo) įtaisą; pagrindą ant kurio yra formuojamas objektas, bent vieną atgalinio ryšio signalo formavimo įtaisą; ir kompiuterinę valdymo priemonę, kaip pavyzdžiui įprastinį stalinį kompiuterį, kurio skaitmeninių duomenų laikmenoje yra saugoma speciali kompiuterinė programa, kurią kompiuterinė priemonė vykdo tam, kad būtų gaunamas ir apdorojamas atgalinio ryšio formavimo įtaisų signalas ir valdant akustinius keitiklius formuojamas norimas akustinis laukas, pavyzdžiui sufokusuojant akustinę energiją į tam tikrą tašką erdvėje. Kai yra naudojamos keitiklių matricos išdėstytos viena priešais kitą, fokuso vietoje yra sukuriamas akustinis laukas su maksimumo ir minimumo (noda) taškais, dėl bangų sklindančių iš keitiklių išdėstytų viršutinėje ir apatinėje dalyje interferencijos (Pav. 1). Jei akustinė manipuliacija vyksta ore, manipuliuojami objektai yra suspenduojami tose nodose. Atitinkamai keičiant keitiklių valdymo fazes ir amplitudės fokuso pozicija gali būti keičiama, priverčiant suspenduotą objektą judėti į norimą pozicija erdvėje.
Trumpas brėžinių aprašymas
Kiti išradimo požymiai ir privalumai yra aprašomi detaliame išradimo aprašyme su nuoroda į žemiau pateiktus brėžinius:
Pav. 1 yra pavaizduota bendrinė sistemos schema.
Pav. 2 yra pavaizduota įrenginio komponentų veikimo ir sąsajos schema.
Prieš pateikiant detalų išradimo aprašymą su nuoroda į išradimo įgyvendinimo pavyzdžių brėžinius, atkreipiame dėmesį, kad identiški elementai yra pažymėti tokiais pačiais skaitmenimis visuose brėžiniuose.
Detalus išradimo aprašymas
Turėtų būti suprantama, kad daugybė konkrečių detalių yra išdėstytos, siekiant pateikti pilną ir suprantamą išradimo pavyzdinio įgyvendinimo aprašymą. Tačiau srities specialistui bus aišku, kad išradimo įgyvendinimo pavyzdžių detalumas neapriboja išradimo įgyvendinimo, kuris gali būti įgyvendintas ir be tokių konkrečių nurodymų. Gerai žinomi būdai, procedūros ir sudedamosios dalys nebuvo detaliai aprašytos, kad išradimo įgyvendinimo pavyzdžiai nebūtų klaidinantys. Be to, šis aprašymas neturi būti laikomas apribojančiu pateiktus įgyvendinimo pavyzdžius, o tik kaip vienas galimų įgyvendinimų.
Bekontakčio medžiagų ir komponentų, tokių kaip elektronikos komponentų, manipuliavimo įrenginys (10) apima medžiagų (skystos, kietos arba tarpinės būsenos) ir/arba komponentų (3) padavimo įtaisus (5), kurie yra skirti tiekti medžiagas ir/arba komponentus į įrenginio sritį, kurioje medžiaga ir/arba komponentas (3) galėtų būti sulaikytas akustinės bangos (4) pagalba; akustinių keitiklių (1) matricas, išdėstytas bent vienoje plokštumoje, kur minėtos akustinių keitiklių (1) matricos apima akustinius keitiklius (1), kurie yra išdėstyti taip, kad uždengtų didžiausią galimą jų tvirtinimo pagrindo (2) plotą; bent vieną medžiagos ir/arba komponento sujungimo (lydymo, sukietinimo arba suvirinimo) įtaisą (6), kuris yra didelio koncentruoto energijos kiekio tiekimo priemonė kaip pavyzdžiui lazeris arba kita elektromagnetinę spinduliuotę skleidžianti priemonė; pagrindą (8) ant kurio yra formuojamas objektas (7), kur minėtas pagrindas (8) gali būti judinamas, kad forpnuojamas objektas (7) būtų prilaikomas jo formavimo metu ir ištraukiamas iš akustinio lauko. įrenginys taip pat turi bent vieną atgalinio ryšio signalo formavimo įtaisą (9), kaip pavyzdžiui vaizdo kamerą, skirtą nustatyti transportuojamos medžiagos, komponentų ir kitų objektų padėtį įrenginyje taip užtikrinant tikslų jų judėjimą ir padėtį; ir kompiuterinę valdymo priemonę, kaip pavyzdžiui įprastinį stalinį kompiuterį (CPU), kurio skaitmeninių duomenų laikmenoje yra saugoma speciali kompiuterinė programa, kurią kompiuterinė priemonė vykdo tam, kad būtų gaunamas ir apdorojamas atgalinio ryšio formavimo įtaisų (9) signalas ir būtų valdomas akustinis laukas, valdant akustinių keitiklių (2) formuojamą lauką (4) įrenginyje. Įrenginio valdymo duomenys gali būti įvedami tiek rankiniu būdu naudojant kompiuterines duomenų įvesties priemones, arba gaunant duomenis iš įrenginio, skenuojančio objektą, pagal kurį bus formuojamas gaminys (12).
Vienas iš akustinės manipuliacijos būdų yra keitiklių matricos fokusavimas į pageidaujamą erdvės tašką. Akustinio lauko amplitudė erdvės taške gali būti išreikšta kaip superpozicija akustinių bangų sklindančių iš kiekvieno akustinio keitiklio esančio keitiklių matricoje šia formule (aproksimuojant keitiklį kaip taškinį šaltinį):
F(r) = i
Ai eikri+<h kur At yra akustinio lauko amplitudė sukuriama keitiklioiterpėje prie pat keitiklio, η yra atstumas nuo keitiklio iiki pozicijos erdvėjer, </>z yra reliatyvi keitikliui užduodama valdymo fazė, k yra bangos vektorius terpėje, P yra akustinio lauko amplitudė, o r yra taškas erdvėje. Keitiklių fazės </>ž yra užduodamos tokios, kad akustinio lauko amplitudė P (r) yra maksimizuojama norimame taške r. Kai yra naudojamos keitiklių matricos išdėstytos viena priešais kitą, fokuso vietoje yra sukuriamas akustinis laukas su maksimumo ir minimumo (noda) taškais, dėl bangų sklindančių iš keitiklių išdėstytų viršutinėje ir apatinėje dalyje interferencijos (Pav. 1). Jei akustinė manipuliacija vyksta ore, manipuliuojami objektai, susidedantys iš dažniausiai pasitaikančių medžiagų tokių kaip įvairūs skysčiai, metalai, plastikai ir pan., yra suspenduojami tose nodose. Atitinkamai keičiant keitiklių valdymo fazes, fokuso pozicija gali būti keičiama, priverčiant suspenduotą objektą judėti į norimą poziciją erdvėje. Verta paminėti, kad čia tik vienas iš galimu akustinės manipuliacijos būdų, kitoks keitiklių išdėstymas, keitiklių valdymo parametrai, ne tik fazė, bet ir amplitudė ir/ar dažnis gali būti keičiami, kad būtų sukurti skirtingi akustiniai laukai tinkami objektų suspendavimui terpėje ir manipuliavimui.
Bekontakčio medžiagų ir komponentų, tokių kaip elektronikos komponentų, manipuliavimo būdas apima objekto formavimui skirtos medžiagos (3), kuri gali būti skystoje, kietoje arba amorfinėje formoje, tiekimą medžiagos padavimo įtaisu (5) į įrenginio viduje suformuotą akustinį lauką (4); tolimesnį medžiagos bekontaktį transportavimą akustiniu lauku; medžiagos (3) sulaikymą tam, kad būtų paveikta ektromagnetinės spinduliuotės šaltiniu (6) tam, kad medžiaga (3) būtų išlydyta arba sukietinta ir tokioje būsenoje nugabenta akustinio lauko sukurta jėga į jai numatytą vietą sukietinimui tam, kad būtų formuojamas vientisas objektas ant fiksuoto ar judinamo pagrindo (8). Medžiagos tvirtinimo, pavyzdžiui lydant, kietinant, virinant, prie spausdinamo objekto tvarka ir kombinavimas gali būti įvairūs ir derinami pagal poreikį, pavyzdžiui, paduodama ir transportuojama skysta medžiaga, kuri sukietinama ant spausdinamo objekto paviršiaus apšviečiant ultravioletine spinduliuote; elektronikos komponentas transportuojamas iki spausdinamo objekto ir privirinamas prie jo naudojant lazerio spindulį; arba kieta medžiaga paduodama j ultragarsinį lauką, išlydoma ir transportuojama iki spausdinamo objekto skystoj būsenoj; paliekama sukietėti ant spausdinamo objekto paviršiaus.
Jeigu yra tiekiama skysta medžiaga, tuomet skysta medžiaga yra sukietinama jai skirtoje vietoje ant judinamo pagrindo (8). Visu objekto (7) formavimo metu minėtas judinamas pagrindas (8) gali būti judinamas bent viena kryptimi, pavyzdžiui, kad atspausdintas sluoksnis būtų ištraukiamas iš akustinio lauko ir būtų galima spausdinti kitą sluoksnį. Tokiu būdu įrenginys (10) gali būti nedidelių gabaritų pagal formuojama objektą, kadangi visas formuojamas objektas nebūtų talpinamas tarp įrenginio akustinių keitiklių (1) matricų, o tik jo formuojama dalis.
Į įrenginį (10) bent vienu tiekimo įtaisu (5) taip pat gali būti tiekiami kiti spausdinimo išteklių elementai kaip pvz. elektronikos komponentai (3), kurie įrenginyje yra nugabenami kontroliuojamo akustinio lauko (4) pagalba iki suformuoto minėtų komponentų tvirtinimo vietų ir ten pritvirtinami. Vienu metu gali būti transportuojama vienas ar daugiau elementų (3) iš tos pačios arba skirtingų medžiagų, sujungiant kelis elementus vienu metu, ir taip pagreitinant spausdinimo procesą.
Akustinių keitiklių (1) matrica yra valdoma naudojant kompiuterinę valdymo priemonę naudojant jos skaitmeninių duomenų laikmenoje saugoma valdymo programą, kuri yra vykdoma tam, kad valdymo signalai į kiekvieną akustinių keitiklį (1) būtų siunčiami atsižvelgiant į transportuojamos medžiagos arba elemento parametrus bei padėtį įrenginyje (10) ir būtų valdomas akustinių keitiklių (1) fazė, amplitudė ir dažnis. Tam, kad būtų užtikrintas tikslus transportuojamos medžiagos (3) ir komponentų (3), kurie gali būti transportuojami įrenginiu (10) tuo pačiu metu arba paeiliui nepriklausomas keliais, transportavimas ir manipuliavimas lydymo, kietinimo ir tvirtinimo metu, atgalinio ryšio signalas yra formuojamas iš bent vienos signalo formavimo priemonės (9), kurios pagalba yra nustatoma tiksli transportuojamų elementų (3) padėtis tarp įrenginio akustinių keitiklių matricų.
Terminas „akustinis“ apima girdimo diapazono, ultragarso bangas, ir bet kokį kitą elastinį bangavimą.
Šis išradimas apima tokius privalumus, prieš artimiausią analogą, kaip galimybė spausdinti iš skirtingų medžiagų (metalų, plastmasių); komponentai - spausdinimo elementai gali būti pvz. SMT komponentai; yra galimas kombinuotas spausdinimas iš skirtingų medžiagų ir komponentų; yra galimi skirtingi jungimo būdai; yra galimas bekontaktis manipuliavimas, kuris leidžia lydyti medžiagas aukštoje temperatūroje. Nors išradimo aprašyme buvo išvardinta daugybė charakteristikų ir privalumų, kartu su išradimo struktūrinėmis detalėmis ir požymiais, aprašymas yra pateikiamas kaip pavyzdinis išradimo išpildymas. Gali būti atlikti pakeitimai detalėse, jų dydyje ir išdėstyme nenutolstant nuo išradimo principų, vadovaujantis plačiausiai suprantamomis apibrėžties punktuose naudojamų sąvokų reikšmėmis.

Claims (7)

  1. Išradimo apibrėžtis
    1. Bekontakčio manipuliavimo įrenginys (10) apimantis kompiuterine priemone valdomus akustinius keitiklius (1), besiskiriantis tuo, kad papildomai apima medžiagų ir/arba komponentų (3) padavimo įtaisus (5); bent vieną medžiagos ir/arba komponento sujungimo, lydymo, sukietinimo arba suvirinimo įtaisą (6); pagrindą (8) ant kurio yra formuojamas objektas (7); kompiuterinę valdymo priemonę (11); ir įrenginiu valdomą akustinį lauką.
  2. 2. Įrenginys pagal 1 punktą, kurio medžiagų ir/arba komponentų (3) padavimo įtaisai (5) yra skystos, kietos arba tarpinės būsenos medžiagos padavimo įtaisai.
  3. 3. Įrenginys pagal 1 punktą, kur bent vienas medžiagos ir/arba komponento sujungimo, lydymo, sukietinimo arba suvirinimo įtaisas (6) yra lazeris arba kita elektromagnetinę spinduliuotę skleidžianti priemonė.
  4. 4. Įrenginys pagal 1 punktą, turintis bent vieną atgalinio ryšio signalo formavimo įtaisą (9), kaip pavyzdžiui vaizdo kamerą.
  5. 5. Įrenginys pagal 4 punktą, kurio kompiuterinės valdymo priemonės skaitmeninių duomenų laikmenoje yra saugoma speciali kompiuterinė programa, kurią kompiuterinė priemonė vykdo tam, kad būtų gaunamas ir apdorojamas atgalinio ryšio formavimo įtaisų (9) signalas ir būtų valdomas akustinis laukas.
  6. 6. Būdas, skirtas bekontakčiu manipuliavimu surinkti gaminį, besiskiriant i s tuo, kad apima objekto formavimui skirtos bent vienos medžiagos (3) ir bent vieno elektronikos komponento (3) tiekimą medžiagos padavimo įtaisu (5) į įrenginio viduje suformuotą akustinį lauką (4) tuo pačiu metu arba paeiliui; medžiagos bekontaktį transportavimą akustiniu lauku (4) ir sulaikymą; sulaikytos medžiagos (3) paveikimą koncentruotos energijos arba kitos elektromagnetinės spinduliuotės šaltiniu (6); medžiagos (3) išlydymą arba sukietinimą ir nugabenimą akustine nešančia banga į numatytą vietą; vientiso objekto formavimą ant pagrindo (8); elektronikos komponentų (3), tvirtinimą prie formuojamo objekto (7).
  7. 7. Būdas pagal 6 punktą, kur bent viena akustinių keitiklių (1) matrica yra valdoma naudojant kompiuterinę valdymo priemonę naudojant jos skaitmeninių duomenų laikmenoje saugomą valdymo programą, vykdomą procesorinėje priemonėje atsižvelgiant į bent vienos atgalinio ryšio priemonės (9) siunčiamus duomenis.
LT2015088A 2015-10-21 2015-10-21 Bekontakčio manipuliavimo įrenginys, surinkimo būdas ir 3d spausdinimas LT6438B (lt)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2015088A LT6438B (lt) 2015-10-21 2015-10-21 Bekontakčio manipuliavimo įrenginys, surinkimo būdas ir 3d spausdinimas
US15/765,126 US20180304500A1 (en) 2015-10-21 2016-06-16 Contactless manipulation apparatus, assembly method and 3d printing
EP16741141.2A EP3365154B1 (en) 2015-10-21 2016-06-16 Contactless manipulation apparatus, assembly method and 3d printing
JP2018512217A JP6655230B2 (ja) 2015-10-21 2016-06-16 非接触操作装置、組み立て方法、および３ｄ印刷
PCT/IB2016/053563 WO2017068435A1 (en) 2015-10-21 2016-06-16 Contactless manipulation apparatus, assembly method and 3d printing
CN201680053014.7A CN108025485B (zh) 2015-10-21 2016-06-16 非接触式操纵设备、组装方法和3d打印

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2015088A LT6438B (lt) 2015-10-21 2015-10-21 Bekontakčio manipuliavimo įrenginys, surinkimo būdas ir 3d spausdinimas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2015088A LT2015088A (lt) 2017-04-25
LT6438B true LT6438B (lt) 2017-08-25

Family

ID=56464250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2015088A LT6438B (lt) 2015-10-21 2015-10-21 Bekontakčio manipuliavimo įrenginys, surinkimo būdas ir 3d spausdinimas

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180304500A1 (lt)
EP (1) EP3365154B1 (lt)
JP (1) JP6655230B2 (lt)
CN (1) CN108025485B (lt)
LT (1) LT6438B (lt)
WO (1) WO2017068435A1 (lt)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10065367B2 (en) 2015-03-20 2018-09-04 Chevron Phillips Chemical Company Lp Phonon generation in bulk material for manufacturing
US10040239B2 (en) 2015-03-20 2018-08-07 Chevron Phillips Chemical Company Lp System and method for writing an article of manufacture into bulk material
KR102022020B1 (ko) * 2017-10-20 2019-11-04 이화여자대학교 산학협력단 음파 부양을 이용한 프린터 장치
US10663110B1 (en) * 2018-12-17 2020-05-26 Divergent Technologies, Inc. Metrology apparatus to facilitate capture of metrology data
US11109139B2 (en) * 2019-07-29 2021-08-31 Universal City Studios Llc Systems and methods to shape a medium
US11214002B2 (en) * 2019-10-18 2022-01-04 Hamilton Sundstrand Corporation Additively manufacturing of amorphous structures
CN111013518B (zh) * 2019-12-12 2020-12-08 深圳先进技术研究院 一种声镊装置及对微粒的操控方法
CN111531892A (zh) * 2020-05-28 2020-08-14 杭州电子科技大学 一种非接触式超声相控阵悬浮3d打印装置及打印方法
CN112477136A (zh) * 2020-10-12 2021-03-12 华南理工大学 一种熔融沉积3d打印故障无损检测方法和检测装置
CN112371995A (zh) * 2020-10-12 2021-02-19 华南理工大学 选择性激光熔化3d打印裂纹检测方法、装置及存储介质
US12109715B2 (en) 2021-03-31 2024-10-08 International Business Machines Corporation Computer controlled positioning of delicate objects with low-contact force interaction using a robot
US20230249397A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-10 Lawrence Livermore National Security, Llc System and method for ultrasound-induced additive manufacturing of polymers and composites
CN115709566B (zh) * 2022-11-16 2024-08-09 四川大学 一种悬浮光固化3d打印系统以及打印方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637134A (en) 1984-03-09 1987-01-20 Hitachi, Ltd. Apparatus for automatically inserting electronic part
US5500493A (en) 1994-11-02 1996-03-19 Guigne International Ltd. Acoustic beam levitation
US6766691B2 (en) 2002-01-08 2004-07-27 California Institute Of Technology Method and apparatus for optical acoustic molding

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5520715A (en) * 1994-07-11 1996-05-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Directional electrostatic accretion process employing acoustic droplet formation
US10415390B2 (en) * 2012-05-11 2019-09-17 Siemens Energy, Inc. Repair of directionally solidified alloys
US20140099476A1 (en) * 2012-10-08 2014-04-10 Ramesh Subramanian Additive manufacture of turbine component with multiple materials
KR101515806B1 (ko) * 2013-11-04 2015-05-04 코닝정밀소재 주식회사 시트 제조방법 및 제조장치
US9878536B2 (en) * 2014-01-24 2018-01-30 President And Fellows Of Harvard College Acoustophoretic printing apparatus and method
US9908288B2 (en) * 2014-07-29 2018-03-06 The Boeing Company Free-form spatial 3-D printing using part levitation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637134A (en) 1984-03-09 1987-01-20 Hitachi, Ltd. Apparatus for automatically inserting electronic part
US5500493A (en) 1994-11-02 1996-03-19 Guigne International Ltd. Acoustic beam levitation
US6766691B2 (en) 2002-01-08 2004-07-27 California Institute Of Technology Method and apparatus for optical acoustic molding

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Y. OCHIAI ET. AL: "Pixie dust: graphics generated by levitated and animated objects", ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS (TOG, 2014

Also Published As

Publication number Publication date
CN108025485B (zh) 2021-05-28
EP3365154B1 (en) 2021-04-28
JP2019502554A (ja) 2019-01-31
US20180304500A1 (en) 2018-10-25
JP6655230B2 (ja) 2020-02-26
LT2015088A (lt) 2017-04-25
WO2017068435A1 (en) 2017-04-27
CN108025485A (zh) 2018-05-11
EP3365154A1 (en) 2018-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LT6438B (lt) Bekontakčio manipuliavimo įrenginys, surinkimo būdas ir 3d spausdinimas
Marzo et al. TinyLev: A multi-emitter single-axis acoustic levitator
KR101850359B1 (ko) 부상 반송 가열 장치
Youssefi et al. Contactless robotic micromanipulation in air using a magneto-acoustic system
EP3600835B1 (en) Apparatus for making a stereolithographic object
Hsu et al. Diamagnetically levitated Milli-robots for heterogeneous 3D assembly
JP2011062068A (ja) 非接触搬送装置、非接触搬送方法及び非接触搬送システム
Ito et al. High-speed noncontact ultrasonic transport of small objects using acoustic traveling wave field
JP2005255351A (ja) 部品搬送装置、及び物品搬送方法
EP3492866B1 (en) Manufacturing process of a positioning control tool via 3d-printing technology
JP5793942B2 (ja) 物品分別装置
JP2802883B2 (ja) 物体浮揚装置及び該装置を具備した物体搬送装置並びに物体浮揚方法
US20170115601A1 (en) Charged powder supply device
Tone et al. An automated liquid manipulation by using a ferrofluid-based robotic sheet
Latifi et al. Multi-particle acoustic manipulation on a Chladni plate
Kozuka et al. Two-dimensional acoustic manipulation in air using interference of standing wave field by three sound waves
Beasley et al. Ultrasonic levitation with software-defined FPGAs and electronically phased arrays
JP2015032656A (ja) 基板浮上装置
JP2002096920A (ja) 物体浮揚装置の制御方法及び物体浮揚装置
JP2020108953A (ja) 電子写真法を使用する３次元部品の構築
JP5696577B2 (ja) 物品搬送装置
JPH07242317A (ja) 物体浮揚装置を具備した物体搬送装置
Beasley et al. High-Performance Ultrasonic Levitation with FPGA-based Phased Arrays
JP5793941B2 (ja) 物品搬送装置
Furutani et al. Conveyance Method of Thin Plate by Using Multiple‐phase Air Flow

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20170425

FG9A Patent granted

Effective date: 20170825