PL224626B1 - Układ przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D i sposób przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D i sposób przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D.

Drukowanie za pomocą drukarki 3D wymaga przygotowania podstawy, na której posadowiony jest wydruk i jej właściwej orientacji w przestrzeni roboczej głowicy drukującej (extrudera). Proces ten nazywany jest kalibracją i poprzedza właściwy proces drukowania. Nierównolegle położenie płaszc zyzny podstawy wydruku do płaszczyzny ruchu głowicy drukującej lub deformacja płyty podstawy mogą być przyczyną wadliwego wykonania wydruku, jak również uszkodzenia głowicy drukującej oraz jej napędu w wyniku nieprzewidzianej kolizji podstawy i głowicy drukującej.

Znane są metody kalibracji opisane zazwyczaj w instrukcji eksploatacji (obsługi, użytkowania) obecnych na rynku drukarek 3D np. SYGNIS, Felix 2.0 firmy FELIX Printers, polegające na poziomowaniu podstawy wydruku w stosunku do płaszczyzny ruchu głowicy przez regulację za pomocą mechanicznych elementów ustalających. Czynność poziomowania wykonywana jest ręcznie przez zmianę geometrii elementów ustalających np. przez obrót śruby regulacyjnej.

Główną przyczyną uciążliwości ręcznego procesu kalibracji jest konieczność wielokrotnej weryfikacji uzyskanego wyniku kalibracji metodą prób i błędów. W praktycznym zastosowaniu opisanym np. w instrukcji do drukarki SYGNIS weryfikacja polega na sprawdzaniu wymiaru szczeliny między głowicą drukująca, a podstawą za pomocą szczelinomierza. W cytowanej instrukcji rolę szczelinomierza pełni kartka papieru, a właściwy wymiar szczeliny odpowiada sytuacji, w której kartka umieszczona między głowicą, a podstawą może być przemieszczana z „lekkim oporem”. Zarówno użyty do kalibracji szczelinomierz, jak i miara użyta do określenia możliwości przemieszczenia są z natury rzeczy wysoce nieprecyzyjne.

Według wynalazku układ przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D charakteryzuje się tym, że na stole drukarki umieszczone są, co najmniej trzy punkty bazujące, w taki sposób, że górna powierzchnia stołu i powierzchnia punktów bazujących stanowią jednolitą płaszczyznę. Punkty bazujące połączone są ze sobą przewodem elektrycznym, który łączy się z dyszą głowicy drukującej poprzez układ zasilający, tworząc obwód detekcji styku. Głowica drukująca połączona jest kolejno z napędem głowicy, sterownikiem głowicy i ze sterownikiem drukarki. Sterownik drukarki wyposażony jest w rejestrator współrzędnych oraz pamięć. Obwód detekcji styku połączony jest linią sygnalizacji potencjału z rejestratorem drukarki lub obwód detekcji styku wyposażony jest w element wykrywający przepływ prądu połączony linią sygnałową z rejestratorem drukarki. Stół drukarki połączony jest kolejno z napędem stołu, sterownikiem napędu stołu i sterownikiem drukarki.

Według wynalazku sposób przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D charakteryzuje się tym, że prowadzi się pomiar współrzędnej położenia stołu drukarki w osi pionowej „Z” przy ustalonych położeniach głowicy drukarki w płaszczyźnie „X” „Y” nad co najmniej 3 punktami bazującymi. W momencie zamknięcia obwodu detekcji styku następuje zapis współrzędnych „X, Y, Z” w pamięci drukarki, a na podstawie uzyskanych współrzędnych opisujących powierzchnię stołu drukuje się podstawę wydruku czyli raft.

Zaletą zastosowania układu i sposobu objętych wynalazkiem jest eliminacja uciążliwych i czasochłonnych, ręcznych czynności kalibracyjnych związanych z przygotowaniem drukarki do pracy przez zastąpienie ich kalibracją automatyczną, nadzorowaną przez elektroniczny sterownik drukarki.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia układ w ujęciu schematycznym, fig. 2 przedstawia sposób przygotowania wydruku, a fig. 3 stół drukarki z pięcioma punktami bazującymi.

Układ przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D charakteryzuje się tym, że na stole 1 drukarki umieszczone są co najmniej trzy punkty bazujące 2, w taki sposób, że górna powierzchnia stołu 1 i powierzchnia punktów bazujących 2 stanowią jednolitą płaszczyznę. Punkty 2 połączone są ze sobą przewodem 3 elektrycznym, który łączy się z dyszą 4 głowicy 5 poprzez układ zasilający 6, tworząc obwód 7 detekcji styku. Głowica 5 połączona jest kolejno z napędem 8 głowicy 5, sterownikiem 9 napędu głowicy 5 ze sterownikiem 10 drukarki. Sterownik 10 drukarki wyposażony jest w rejestrator 11 współrzędnych oraz pamięć 12. Obwód 7 detekcji styku połączony jest linią 13 sygnalizacji potencjału z rejestratorem 11 drukarki lub obwód 7 detekcji styku wyposażony jest w element 14 wykrywający przepływ prądu połączony linią 15 z rejestratorem 11 drukarki. Stół 1 drukarki połączony jest z napędem 16 stołu, sterownikiem 17 napędu stołu i sterownikiem 10 drukarki.

PL 224 626 B1

Zetknięcie się dyszy 4 głowicy 5 drukującej z dowolnym punktem 2 bazującym powoduje zamknięcie obwodu 7 elektrycznego. Stan zamknięcia obwodu 7 elektrycznego w miejscu styku dyszy 4 punktu 2 bazującego sygnalizowany jest do rejestratora 11 współrzędnych sterownika 10 drukarki przez układ 7 detekcji styku. Układ 7 detekcji styku może być realizowany dowolnie, np. przez doprowadzenie na wejście rejestratora 11 pozycji sterownika 10 drukarki sygnału odpowiadającego potencjałowi elektrycznemu na przewodzie 3 - linia sygnałowa zaznaczona symbolicznie na fig. 1 linią ciągłą 13, jako takiemu, który występuje w sytuacji, gdy obwód jest zamknięty przez kontakt dyszy 4 z punktem 2 bazującym, albo np. przez sygnał elektryczny wytworzony przez element 14 wykrywający przepływ prądu elektrycznego dostarczony na wejście rejestratora 11 współrzędnych zaznaczony na rysunku fig 1 linią przerywaną 15. Zadaniem rejestratora 11 jest zapis trójki współrzędnych XYZ odpowiadających aktualnej w momencie styku pozycji końcówki dyszy 4 drukującej w pamięci 12 sterownika 10 drukarki. Wartości współrzędnych pozyskiwane są ze sterownika 9 napędu 8 głowicy drukującej (w płaszczyźnie XY) oraz sterownika 17 napędu 16 stołu 1 w osi Z. Układ rejestratora 11 i sterowniki 9 i 17 napędów mogą stanowić integralną część sterownika 10 drukarki, ale mogą też być wykonane w postaci wydzielonych modułów.

W przypadku, gdy powierzchnia stołu 1 jest zdeformowana np. w wyniku wielokrotnego oddziaływania termicznego, ilość punktów 2 bazujących powinna być zwiększona w celu wyznaczenia dodatkowych płaszczyzn wyznaczających tę powierzchnię. W przykładzie wykonania stołu 1 przedstawionego na fig. 3. w celu zwiększenia dokładności pomiarów, zastosowano 5 punktów bazujących.

Układ przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D przebiega w następujący sposób: sterownik 10 drukarki ustawia głowicę 5 drukarki nad punktem 2 dla przyjętych arbitralnie współrzędnych X, Y. Stół 1 przemieszcza się w osi Z głowicy 5 drukującej przy jej nieruchomym położeniu. Zatrzymanie stołu 1 następuje w chwili sygnalizacji zamknięcia obwodu 7 detekcji styku. Sygnalizacja zamknięcia obwodu inicjuje rejestrację współrzędnych X, Y dyszy 4 drukującej oraz z punktu 2 bazującego powierzchni stołu 1. Czynności te powtarzane są dla każdego z punktów 2 bazujących. Kolejny etap to wydrukowanie podstawy wydruku 18 - raftu, z uwzględnieniem poprawek trajektorii ruchu głowicy 5, co do geometrii powierzchni styku płaszczyzny stołu 1 i raftu 18 uzyskanych w wyniku dokonanych pomiarów lokalizacji punktów 2 bazujących.

Sposób przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D charakteryzuje się tym, że prowadzi się pomiar współrzędnej położenia stołu 1 drukarki w osi pionowej „Z” przy ustalonych położeniach głowicy 5 drukarki w płaszczyznach „X” „Y” nad co najmniej 3 punktami 2 bazującymi. W momencie zamknięcia obwodu 7 detekcji styku następuje zapis współrzędnych „X, Y, Z” w pamięci drukarki, a na podstawie uzyskanych współrzędnych opisujących powierzchnię stołu drukuje się podstawę 18 wydruku czyli raft.

Claims (3)

1. Układ przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D, znamienny tym, że na stole (1) drukarki umieszczone są co najmniej trzy punkty (2) bazujące, które połączone są ze sobą przewodem (3) elektrycznym, który łączy się z dyszą (4) głowicy (5) poprzez układ zasilający (6), tworząc obwód (7) detekcji styku przy czym głowica (5) połączona jest kolejno z napędem (8) głowicy (5), sterownikiem (9) głowicy (5) ze sterownikiem (10) drukarki, a sterownik (10) drukarki wyposażony jest w rejestrator (11) współrzędnych oraz pamięć (12), natomiast obwód (7) detekcji styku połączony jest linią (13) sygnalizacji potencjału z rejestratorem (11) drukarki lub obwód (7) detekcji styku wyposażony jest w element (14) wykrywający przepływ prądu połączony linią (15) z rejestratorem (11) drukarki, a stół (1) drukarki połączony jest z napędem (16) stołu, sterownikiem (17) napędu stołu i sterownikiem (11) drukarki.

2. Układ przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D, według zastrz. 1, znamienny tym, że górna powierzchnia stołu (1) i powierzchnia punktów bazujących (2) stanowią jednolitą płaszczyznę.

3. Sposób przygotowania podstawy wydruku drukarki 3D, znamienny tym, że prowadzi się pomiar współrzędnej położenia stołu (1) drukarki w osi pionowej „Z” przy ustalonych położeniach głowicy drukarki w płaszczyznach „X” „Y” nad co najmniej 3 punktami (2) bazującymi, a w momencie zamknięcia obwodu (7) detekcji styku następuje zapis współrzędnych „X, Y, Z” w pamięci drukarki i na podstawie uzyskanych współrzędnych opisujących powierzchnię stołu drukuje się podstawę (18) wydruku czyli raft.