PL227645B1

PL227645B1 - Printout heating platform

Info

Publication number: PL227645B1
Application number: PL412949A
Authority: PL
Inventors: Marek Kantowski
Original assignee: Szymanski Tomasz Verashape; Szymański Tomasz Verashape
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2018-01-31
Also published as: PL412949A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest grzejna platforma wydruku, przeznaczona zwłaszcza jako platforma robocza w drukarkach 3 D pracujących w systemie osadzania topionego materiału (FFF).The subject of the invention is a heating print platform, intended in particular as a work platform in 3D printers operating in a melt deposition system (FFF).

Znane i przeznaczone do tego samego celu platformy składają się z wykonanej z aluminium lub szkła płyty, na której następuje przyrostowy proces wydruku 3 D, przy czym do płyty przykręcony lub doklejony jest element grzejny w postaci płytki drukowanej lub rezystorów mocy. Element grzejny w yposażony jest w pełniący funkcję czujnika temperatury termistor, umiejscowiony w geometrycznym środku platformy roboczej. Element grzejny wraz z czujnikiem połączony jest bezpośrednio do ded ykowanego sterownika drukarki 3 D, który steruje temperaturą pracy elementu grzejnego. Z kolei, z dokumentu WO2015081600 A1 znana jest także platforma grzejna, która składa się z płyty podstawowej, do której, od dołu i na całej powierzchni, dosunięte są pojedyncze elementy grzejne, a każdy z tych elementów wyposażony jest w czujnik temperatury.Platforms, known and intended for the same purpose, consist of a plate made of aluminum or glass, on which an incremental 3D printing process takes place, whereby a heating element in the form of a printed circuit board or power resistors is screwed or glued to the plate. The heating element is equipped with a thermistor acting as a temperature sensor, located in the geometric center of the heatbed. The heating element with the sensor is connected directly to a dedicated 3D printer driver, which controls the operating temperature of the heating element. In turn, from WO2015081600 A1, a heating platform is also known, which consists of a base plate to which, from the bottom and over the entire surface, individual heating elements are pushed, and each of these elements is equipped with a temperature sensor.

Duża powierzchnia platformy grzejnej oraz zlokalizowanie czujnika temperatury w geometrycznym środku elementu grzejnego powoduje stosunkowo duży gradient temperatury na powierzchni platformy mieszczący się w przedziale +/- 5°C w stosunku do temperatury zadanej. Również wyposażenie płyty podstawowej platformy grzejnej w pojedyncze elementy grzejne wyposażone w czujniki temperatury nie zapewnia w sposób wystarczający równomiernego rozkładu temperatury na powierzchni platformy. Taki stan powoduje niekontrolowany skurcz modelu drukowanego z tworzywa termoplastycznego, a także może skutkować odklejeniem się modelu od platformy roboczej, co kończy proces wydruku niepowodzeniem. Stanowi to podstawowy mankament znanych rozwiązań.The large surface of the heating platform and the location of the temperature sensor in the geometric center of the heating element causes a relatively large temperature gradient on the surface of the platform, within the range of +/- 5 ° C in relation to the set temperature. Equally, equipping the base plate of the heating platform with individual heating elements equipped with temperature sensors does not ensure sufficiently uniform temperature distribution on the surface of the platform. This condition causes uncontrolled shrinkage of the printed model made of thermoplastic material, and may also result in the model detaching from the heatbed, which ends the printing process with a failure. This is the basic drawback of known solutions.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wskazanych mankamentów poprzez opracowanie konstrukcji platformy grzejnej wraz z elementami sterującymi, które zapewniałyby równomierny rozkład temperatury na całej powierzchni platformy.The aim of the invention is to eliminate the indicated drawbacks by developing the structure of the heating platform with control elements that would ensure an even temperature distribution over the entire surface of the platform.

Grzejna platforma wydruku wyposażona w ogrzewaną płytę podstawową wykonaną ze szkła lub aluminium, do której, od dołu, na całej powierzchni płyty dosunięte są pojedyncze elementy grzejne, przy czym każdy z elementów wyposażony jest w czujnik temperatury, według wynalazku, posiada usytuowaną pomiędzy płytą podstawową a elementami grzejnymi płytę rozpraszającą wyposażoną w otwory na czujniki temperatury, a ponadto każdy czujnik temperatury połączony elektrycznie z m ikroprocesorem, także połączonym elektrycznie z każdym elementem grzejnym za pomocą sprężyn ujących gniazd, przy czym mikroprocesor jest połączony elektrycznie ze sterownikiem drukarki poprzez magistralę szeregową, a ponadto od dołu platforma wydruku zamknięta jest izolacyjną obudową w postaci płyty dolnej połączoną rozłącznie z pozostałymi elementami płyty. Korzystnie, płyta rozpr aszająca wykonana jest z aluminium. Również korzystnie, płyta dolna połączona jest z pozostałymi elementami platformy za pomocą wkrętów.A heating printing platform equipped with a heated base plate made of glass or aluminum, to which, from the bottom, on the entire surface of the plate, individual heating elements are pushed, each element equipped with a temperature sensor, according to the invention, located between the base plate and heating elements, a diffusing plate equipped with holes for temperature sensors, and moreover, each temperature sensor electrically connected with an icroprocessor, also electrically connected to each heating element by means of springs connected to the sockets, the microprocessor being electrically connected to the printer controller through a serial bus, and moreover from At the bottom, the printing platform is closed with an insulating casing in the form of a bottom plate connected detachably with the other elements of the plate. Preferably, the diffuser plate is made of aluminum. Also preferably, the bottom plate is connected to the rest of the platform elements by screws.

Taka konstrukcja platformy, a zwłaszcza możliwość sterowania mocą grzejną każdego elementu grzejnego oddzielnie oraz równomierne dociśnięcie każdego elementu grzejnego do płyty za pomocą gniazd sprężynujących umożliwia sterowanie temperaturą z dokładnością +/- 0,5°C i zapewnia gradient temperatury na powierzchni płyty w przedziale +/- 1°C, co w rezultacie znacznie poprawia jakość wydruku. Ponadto, konstrukcja płyty umożliwia szybką i łatwą wymianę płyty podstawowej na wykonaną z innego materiału, co jest niekiedy niezbędne w przypadku zmiany tworzywa sztucznego używanego do wydruku.Such a structure of the platform, and in particular the possibility of controlling the heating power of each heating element separately and evenly pressing each heating element to the plate by means of springing sockets, enables temperature control with an accuracy of +/- 0.5 ° C and provides a temperature gradient on the plate surface in the range +/- - 1 ° C, which in turn significantly improves the print quality. Moreover, the structure of the plate enables quick and easy replacement of the base plate with one made of a different material, which is sometimes necessary when changing the plastic used for printing.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie platformę z 16 elementami grzejnymi w widoku aksonometrycznym, zaś fig. 2 - pojedynczy element grzejny.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 schematically shows the platform with 16 heating elements in an axonometric view, and Fig. 2 shows a single heating element.

Grzejna platforma wydruku, składa się z wykonanej ze szkła kwadratowej powierzchni roboczej 1, do której, od dołu, przylega płyta rozpraszająca 2 wyposażona w otwory 3. Do płyty 2 od dołu, przylega 16 elementów grzejnych 4. Każdy z elementów grzejnych 4 zaopatrzony jest w czujnik temperatury 5, Czujniki 5 usytuowane są w otworach 3 płyty 2. Każdy element grzejny 4 dociśnięty jest do płyty rozpraszającej 2 za pomocą gniazda sprężynującego 6, połączonego elektrycznie ze sterownikiem mikroprocesorowym poprzez płytę połączeniową 7. Sterownik mikroprocesorowy 10 jest z kolei połączony elektrycznie ze sterownikiem drukarki z wykorzystaniem protokołu komunikacyjnego. Od dołu grzejna platforma wydruku zamknięta jest izolacyjną obudową w postaci płyty dolnej 8, połączoną rozłącznie śrubami 9 z pozostałymi elementami płyty.The printing heating platform consists of a square work surface 1 made of glass, to which a diffusing plate 2 with holes 3 adheres at the bottom. 16 heating elements adhere to the plate 2 at the bottom 4. Each of the heating elements 4 is provided with temperature sensor 5, sensors 5 are located in the holes 3 of the plate 2. Each heating element 4 is pressed against the diffusing plate 2 by means of a spring socket 6 electrically connected to the microprocessor controller through the connection plate 7. The microprocessor controller 10 is in turn electrically connected to the controller printers using a communication protocol. At the bottom, the heating printing platform is closed with an insulating casing in the form of a bottom plate 8, detachably connected with the other elements of the plate by screws 9.

Claims

1. A heating printing platform equipped with a heated base plate made of glass or aluminum, to which, from the bottom, on the entire surface of the plate, individual heating elements are pushed, each element equipped with a temperature sensor, characterized in that between the base plate (Ί) and the heating elements (5) there is a diffusing plate (3) equipped with openings (4) for temperature sensors (6), and each temperature sensor (6) electrically connected to a microprocessor, also electrically connected to each heating element ( 5) by means of resilient sockets (7), whereby the microprocessor is electrically connected to the printer controller via a serial bus, and moreover, from the bottom, the printing platform is closed with an insulating casing in the form of a bottom plate (8) detachably connected to the other elements of the board.

2. The platform according to claim 3. The diffuser as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the diffuser plate (3) is made of aluminum.

3. The platform according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the bottom plate (8) is connected to the other platform elements by means of screws (9).