PL228959B1 - Platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą - Google Patents

Platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą Download PDF

Info

Publication number
PL228959B1
PL228959B1 PL416846A PL41684616A PL228959B1 PL 228959 B1 PL228959 B1 PL 228959B1 PL 416846 A PL416846 A PL 416846A PL 41684616 A PL41684616 A PL 41684616A PL 228959 B1 PL228959 B1 PL 228959B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
working
platform
printer
plate
chamber
Prior art date
Application number
PL416846A
Other languages
English (en)
Other versions
PL416846A1 (pl
Inventor
Piotr SYDOW
Piotr Sydow
Tomasz MICHALSKI
Tomasz Michalski
Piotr MASLEJ
Piotr Maslej
Piotr NAWROCKI
Piotr Nawrocki
Kamil WOJTKO
Kamil Wojtko
Krzysztof KARDACH
Krzysztof Kardach
Konrad SIERZPUTOWSKI
Konrad Sierzputowski
Original Assignee
Omni3D Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
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 Omni3D Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Omni3D Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL416846A priority Critical patent/PL228959B1/pl
Priority to PCT/PL2017/050021 priority patent/WO2017184002A1/en
Publication of PL416846A1 publication Critical patent/PL416846A1/pl
Publication of PL228959B1 publication Critical patent/PL228959B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/25Housings, e.g. machine housings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/295Heating elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • 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
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • 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
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą, służąca do druku przestrzennego w technologii osadzania topionego materiału FFF (ang. Fused Filament Fabrication), wykorzystywana w aplikacjach szybkiego prototypowania (ang. Rapid Prototyping) oraz produkcjach małoseryjnych, mająca zastosowanie w szczególności w przemyśle produkcyjnym, w medycynie i protetyce, edukacji, projektowaniu odzieży, w przemyśle motoryzacyjnym, czy w szerokim wachlarzu produktów konsumenckich i elektronice.
Drukowanie 3D to proces wytwarzania zaprojektowanych cyfrowo obiektów trójwymiarowych. Drukowanie w technologii osadzania topionego materiału FFF odbywa się za pomocą nakładania kolejnych warstw w określonym kształcie. W ogólności technologia ta polega na dostarczeniu podgrzanego do stanu półpłynnego włókna z materiału termoplastycznego do głowicy drukarki do druku przestrzennego, poruszającej się przestrzennie w trzech wymiarach. Materiałami termoplastycznymi (półfabrykatami w procesie drukowania przestrzennego) używanymi do druku w tej technologii mogą być wszelkiego rodzaju termoplastyczne tworzywa sztuczne w postaci linki nawiniętej na szpulę, nazywanej dalej filamentem. Filament nanoszony jest warstwowo lub punktowo, a proces nanoszenia realizowany jest zazwyczaj w komorze zapewniającej temperaturę pozwalającą na termiczne formowanie tworzywa termoplastycznego. Lokalna temperatura tworzywa zaraz po wyjściu z dyszy jest zbliżona do jego temperatury topnienia lub czasem jest przekroczona. Podczas drukowania 3D krytycznym zagadnieniem jest zachowanie odpowiednich warunków wewnątrz komory wydruku, w tym odpowiedniej temperatury w komorze roboczej oraz temperatury platformy roboczej. Druk 3D może być wykorzystywany w różnych branżach tj. architektura, moda, medycyna, elektronika.
Z amerykańskiego patentu US6722872 (B1) znane jest urządzenie do trójwymiarowego modelowania, które pozwala na wytwarzanie trójwymiarowych obiektów w ogrzewanej komorze roboczej, poprzez dozowanie materiału budulcowego z głowicy dozującej na podstawę, zgodnie ze wzorem określonym przez sygnały sterujące pochodzące ze sterownika. Elementy sterujące ruchem głowicy urządzenia są umieszczone na zewnątrz komory roboczej i są termicznie odizolowane od komory roboczej poprzez zastosowanie odkształcalnych izolatorów termicznych tworzących komorę roboczą. Elementy sterujące ruchem zapewniają przemieszczanie głowicy w płaszczyźnie x-y. Zastosowanie odkształcalnych izolatorów termicznych pozwoliło na utrzymywanie relatywnie wysokiej temperatury wewnątrz komory roboczej. W cytowanym rozwiązaniu komora robocza otoczona jest kanałem grzewczym wykonanym z blachy, który jest otwarty w kierunku komory roboczej. Wewnątrz kanału grzewczego, z jednej strony komory, rozmieszczony jest szereg grzejników żeberkowych, które zapewniają podgrzanie powietrza w kanale grzewczym, a umieszczona poniżej dmuchawa zapewnia transport podgrzanego powietrza do komory roboczej. Takie rozwiązanie zapewnia utrzymanie zadanej temperatury wewnątrz komory roboczej, jednakże poprzez zastosowanie wlotów ogrzanego powietrza do komory roboczej nie zapewnia jednorodnego rozkładu temperatury wewnątrz komory, a transportowane w kanale grzewczym powietrze może ochładzać się, przez co utrzymanie zadanych parametrów pracy staje się utrudnione. Co więcej, prezentowane urządzenie do trójwymiarowego modelowania nie zapewnia podgrzewanej podstawy roboczej, co znacząco wpływa na pogorszenie jakości wytwarzanych przedmiotów 3D.
W amerykańskim zgłoszeniu patentowym US2014048980 (A1) ujawniono układ wytwarzania addytywnego, służący do drukowania 3D. Cytowany układ zawiera komorę obejmującą ściany komory, przy czym co najmniej jedna ze ścian komory posiada przechodzący przez nią otwór wlotowy oraz mechanizm grzewczy, skonfigurowany do ogrzewania komory do jednej lub więcej wartości temperatur. Układ obejmuje również podstawę druku oraz głowicę drukującą do drukowania 3D na podstawie druku, wykorzystującą metodę warstwa-po-warstwie wzdłuż osi druku. Układ zawiera dodatkowo mechanizm napędowy skonfigurowany do przemieszczania podstawy druku wzdłuż osi druku w taki sposób, że gdy głowica drukująca drukuje przedmiot 3D podstawa druku oraz co najmniej część przedmiotu 3D przechodzi przez otwór wlotowy na zewnątrz ogrzewanej komory. Mechanizm grzewczy zawiera grzejniki oraz cyrkulatory wdmuchujące ogrzane powietrze do komory w celu utrzymania komory, a w szczególności obszaru w pobliżu głowicy drukującej, w odpowiednich warunkach druku, to jest przy podwyższonej temperaturze otoczenia, co ma na celu zmniejszyć efekty wypaczeń i zwijania drukowanego materiału. W cytowanym rozwiązaniu tylko wnętrze komory posiada regulowaną temperaturę, która dodatkowo zapewniana jest przez grzejnik i dmuchawę rozmieszczone albo na ścianie komory, albo na jej górnej powierzchni wewnętrznej, co nie zapewnia utrzymania jednorodnej temperatury w całej objętości komory. Co więcej, nie przewidziano ogrzewania samej podstawy druku.
PL 228 959 B1
W ofercie komercyjnej dostępna jest drukarka 3D Kuhling&Kuhling HT500. Cytowana drukarka 3D składa się z ogrzewanej komory roboczej, w której umieszczona jest platforma robocza, na której deponowane są kolejne warstwy filamentu, ekstrudowane z głowicy drukującej. Przemieszczenie wertykalne zapewniono dzięki ruchomej platformie roboczej osadzonej na napędzie śrubowym. Przemieszczenie w płaszczyźnie horyzontalnej zapewnia brama z napędami paskowymi, na której zawieszona jest głowica drukująca. Ogrzewanie komory roboczej zapewniono dzięki zastosowaniu zintegrowanych oporowych elementów grzewczych z wentylatorami zapewniającymi cyrkulację powietrza wewnątrz komory. Platforma robocza również posiada elementy grzewcze w postaci przewodowej krzemowej maty grzewczej. Dwa wentylatory zapewniające cyrkulację powietrza rozmieszczone są w jednej płaszczyźnie przy jednej ścianie komory, co nie zapewnia odpowiedniej cyrkulacji oraz jednorodnego rozkładu temperatury w objętości komory. Co więcej, wykorzystanie osobnych elementów grzewczych do platformy roboczej i komory roboczej powoduje ich multiplikację, co komplikuje budowę drukarki 3D i zwiększa jej koszt.
Problemem technicznym stawianym przed niniejszym wynalazkiem jest zaproponowanie takiej platformy roboczej drukarki 3D, która będzie zapewniała ogrzewanie górnej powierzchni platform y roboczej drukarki 3D do zadanej temperatury, zwiększając adhezję nanoszonych warstw do powierzchni platformy roboczej, będzie pozwalała na przyspieszone schłodzenie tej platformy na żądanie oraz zapewni dodatkowo ogrzewanie całej komory roboczej drukarki 3D przy zachowaniu jednorodnej dystrybucji temperatury w objętości komory roboczej, przy czym będzie stanowiła prostą i jednomodułową konstrukcję i pozwoli na zmniejszenie grubości całej platformy roboczej. Dodatkowo pożądane jest zapewnienie drukarki 3D zawierającej taką platformę roboczą, która pozwoli na wytwarzanie trójwymiarowych obiektów, zwiększając ich dokładność i jakość, niwelując jednocześnie naprężenia wewnętrzne w wydrukowanym obiekcie, przy czym rozwiązanie będzie prostsze w konstrukcji, będzie ograniczało ilość wykorzystanych elementów składowych i będzie bardziej niezawodne. Nieoczekiwanie powyższy problem techniczny rozwiązuje przedmiotowy wynalazek.
Pierwszym przedmiotem wynalazku jest platforma robocza drukarki 3D zawierająca konstrukcję nośną, obejmującą płytę nośną, ściany boczne oraz moduł wsporczy, z której rozciągają się w kierunku lateralnym co najmniej trzy mocowania platformy roboczej, przy czym w konstrukcji nośnej rozmieszczona jest płyta grzewcza, na której umieszczona jest płyta transferu ciepła, co najmniej jeden czujnik temperatury platformy, a na co najmniej części płyty grzewczej umieszczona jest płyta robocza platformy roboczej, charakteryzująca się tym, że w module wsporczym umieszczony jest co najmniej jeden wentylator, a w płycie nośnej utworzony jest co najmniej jeden otwór przelotowy, odpowiadający pozycji wentylatora, natomiast ściany boczne posiadają szereg otworów cyrkulacyjnych. W korzystnej realizacji wynalazku płyta robocza wykonana jest ze szkła, kamienia lub ceramiki. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku moduł wsporczy w rzucie równoległym na płaszczyznę posiada kształt zasadniczo trójkątny. W następnej korzystnej realizacji wynalazku otwory cyrkulacyjne rozmieszczone są na dwóch przeciwległych ścianach bocznych. Korzystnie płyta grzewcza zasilana jest napięciem stałym o wartości ok. 380V.
Drugim przedmiotem wynalazku jest drukarka 3D do druku przestrzennego w technologii osadzania topionego materiału zawierająca ogrzewaną komorę roboczą, w której umieszczona jest przemieszczana wertykalnie platforma robocza osadzona na szeregu napędów liniowych oraz przemieszczana w płaszczyźnie horyzontalnej głowica drukująca, umieszczona na szeregu napędów liniowych, charakteryzująca się tym, że platforma robocza stanowi platformę roboczą jak zdefiniowano w pierwszym przedmiocie wynalazku. Korzystnie platforma robocza osadzona jest na trzech napędach liniowych w postaci napędów śrubowych. W korzystnej realizacji wynalazku głowica drukująca umieszczona jest na dwóch napędach liniowych, w postaci napędów śrubowych, zapewniających przemieszczanie w jednym z kierunków płaszczyzny horyzontalnej, oraz na jednym napędzie liniowym, w postaci napędu śrubowego, zapewniającego przemieszczanie w drugim z kierunków płaszczyzny horyzontalnej. W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku wewnątrz komory roboczej rozmieszczony jest czujnik temperatury komory. W następnej korzystnej realizacji wynalazku wewnątrz komory roboczej rozmieszczony jest wentylator mieszający.
Podgrzewana platforma robocza drukarki 3D według niniejszego wynalazku zapewnia optymalną adhezję drukowanego obiektu do podłoża, dzięki ogrzewaniu wierzchniej płyty roboczej platformy roboczej. Z kolei podgrzewana komora robocza i kontrola procesu chłodzenia wydruku minimalizuje i stabilizuje naprężenia wewnętrzne w drukowanym obiekcie. Konstrukcja platformy roboczej pozwala na wykorzystanie ciepła z płyty grzewczej do podnoszenia i stabilizacji temperatury platformy roboczej
PL 228 959 B1 i komory roboczej drukarki 3D. Przedstawiona konstrukcja zapewnia dokładny podział energii cieplnej pomiędzy platformę roboczą i komorę roboczą. Zastosowanie czujników temperatury wbudowanych w komorę roboczą oraz w platformę roboczą, połączonych z układem sterowania, daje możliwość dokładnej kontroli i sterowania zarówno procesem nagrzewania jak i chłodzenia. Zastosowanie wentylatora mieszającego, rozmieszczonego w komorze roboczej, dodatkowo zwiększa jednorodność dystrybucji temperatury wewnątrz objętości komory roboczej, co znacząco wpływa na jakość wydruku. Wykorzystanie w platformie roboczej płyty grzewczej zasilanej napięciem stałym o dużej wartości pozwoliło zmniejszyć grubość tego elementu, a tym samym samej platformy, wpływając korzystnie na kompaktowość całej drukarki 3D. Natomiast wykorzystanie wentylatorów umieszczonych w dolnej części platformy roboczej zapewniło podwójne zastosowanie samej platformy roboczej, ograniczając liczbę zastosowanych elementów składowych drukarki 3D, wpływając korzystnie na ekonomiczność rozwiązania oraz jego niezawodność.
Przykładowe realizacje wynalazku zaprezentowano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia drukarkę 3D według jednej realizacji niniejszego wynalazku w widoku z przodu, fig. 2 przedstawia drukarkę 3D z fig. 1 w widoku aksonometrycznym, fig. 3 przedstawia platformę roboczą drukarki 3D według jednej realizacji niniejszego wynalazku w widoku aksonometrycznym, fig. 4 przedstawia częściowy przekrój poprzeczny platformy roboczej z fig. 3, natomiast fig. 5 przedstawia widok aksonometryczny na platformę roboczą umieszczoną w komorze drukarki 3D.
P r z y k ł a d
Na fig. 1 i 2 przedstawiono przykład realizacji drukarki 3D do druku przestrzennego w technologii osadzania topionego materiału według jednego przykładu realizacji niniejszego wynalazku, w widoku odpowiednio, z przodu i aksonometrycznym. W ogólności drukarka 3D zawiera ogrzewaną komorę roboczą 9, w której odbywa się proces osadzania topionego materiału tworzywa termoplastycznego. Komora robocza 9 posiada ścianki boczne oraz płytę wierzchnią i spodnią, wszystkie wykonane z materiału stanowiącego izolację termiczną, dzięki czemu zagwarantowano szczelność termiczną przestrzeni roboczej drukarki 3D oraz utrzymanie stabilnego środowiska druku o zadanej temperaturze. Izolację stanowi izolator termiczny o grubości ok. 10 mm przytwierdzony do arkusza blachy. W kom orze roboczej 9 umieszczone są trzy napędy śrubowe 11 zapewniające wertykalne przemieszczanie platformy roboczej 10, na powierzchni której odbywa się druk przestrzenny. Wykorzystanie do tego celu napędów śrubowych 11 zapewnia maksymalną dokładność wydruku, gdyż co do zasady są one odporne na działania wysokich temperatur, w szczególności temperatur stosowanych w komorach roboczych 9 (z reguły z zakresu 70-90°C). Dodatkowo zastosowanie trzech niezależnych napędów śrubowych 11 umożliwia bardzo dokładne poziomowanie platformy roboczej 10, co dodatkowo wpływa na zwiększenie dokładności wydruku. Drukarka 3D według niniejszego wynalazku stanowi konstrukcję mostową, tj. głowica drukująca 12 umieszczona jest na konstrukcji ramowej, zapewniającej przemieszczenie głowicy drukującej 12 w płaszczyźnie horyzontalnej drukarki 3D, natomiast przemieszczenie w trzecim kierunku, tj. w kierunku wertykalnym, realizowane jest poprzez poruszaną wertykalnie platformę roboczą 10. W tym przypadku głowica drukarki 12 umieszczona jest na śrubowym napędzie liniowym 14 zapewniającym przemieszczanie w jednym z kierunków płaszczyzny horyzontalnej, oraz na dwóch śrubowych napędach liniowych 13, zapewniających przemieszczanie w drugim z kierunków płaszczyzny horyzontalnej. Dodatkowo śrubowe napędy liniowe 13, dla zwiększenia ochrony przed oddziaływaniem wysokich temperatur, przykryte są obudową napędów 17. Silniki 18 tych napędów liniowych 13 rozmieszczone są na zewnątrz komory roboczej 9, w celu zmniejszenia oddziaływania wysokich temperatur na te elementy, a tym samym zwiększenia niezawodności i trwałości całego systemu. Wewnątrz komory roboczej 9 drukarki 3D umieszczona jest platforma robocza 10, która szczegółowo została zobrazowana na fig. 3 i fig. 4.
Platforma robocza 10 zamontowana jest wewnątrz komory roboczej 9 drukarki, w sposób umożliwiający jej precyzyjne przemieszczanie w górę i w dół. Platforma robocza 10 drukarki 3D zawiera konstrukcję nośną 5, obejmującą płytę nośną 5a, ściany boczne 5b oraz moduł wsporczy 5c. Z konstrukcji nośnej w kierunku lateralnym rozciągają się trzy mocowania 7, które łączą się z śrubowymi napędami liniowymi 11 w komorze roboczej 9. W związku z tym, moduł wsporczy 5c w rzucie równoległym na płaszczyznę przyjmuje kształt zasadniczo trójkątny, przy czym wie rzchołki tej figury stanowią mocowania 7 platformy roboczej 10. W konstrukcji nośnej 5 rozmieszczona jest płyta grzewcza 2, na której umieszczona jest płyta transferu ciepła 3, oraz czujnik temperatury platformy 6. Na czujniku temperatury platformy 6 oraz na płycie grzewczej 2 umieszczona jest płyta robocza 1 platformy roboczej 10, na której osadzany jest materiał z głowicy drukującej 12. Płyta robocza 1 wykonana jest najkorzystniej ze szkła
PL 228 959 B1 i stanowi bazę dla tworzenia trójwymiarowych modeli. Alternatywnie płyta robocza 1 może być wykonana z innych odpowiednich do tego celu materiałów, takich jak kamień czy ceramika. Najniższa warstwa drukowanego modelu musi być przyklejona do płyty roboczej 1. Zastosowanie podwyższonej temperatury platformy roboczej 10, a właściwie płyty roboczej 1, sprzyja zwiększeniu zjawiska adhezji pomiędzy szkłem a nakładanym materiałem. Aby zapewnić minimalną wysokość płyty grzewczej 2 (która jest jednocześnie elementem składowym platformy roboczej 10), zastosowano zasilanie płyty grzewczej 2 napięciem stałym o wartości około 380 V. Optymalizuje to wysokość płyty grzewczej 2 (około 4 mm), przy stosunkowo wysokiej mocy (około 1560 W). W module wsporczym 5c umieszczone są dwa wentylatory 4, rozmieszczone od spodniej strony platformy roboczej 10, natomiast w płycie nośnej 5a utworzone są dwa otwory przelotowe, odpowiadające pozycji wentylatorów 4 (zasadniczo współosiowe), co zapewnia przepływ powietrza z przestrzeni komory roboczej 9 pod platformą roboczą 10 do przestrzeni komory roboczej 9 nad platformą roboczą 10. W ścianach bocznych 5b, na dwóch przeciwległych stronach, zapewniono otwory cyrkulacyjne 8, przez które przetłaczane jest ogrzane w płycie grzewczej 2 powietrze, zaciągnięte przez wentylatory 4. Dla celów funkcjonalnych na bocznej ścianie modułu wsporczego 5c zapewniono gniazdo sterowania 19 wentylatorów 4 i odczytu czujnika temperatury 6 oraz gniazdo zasilania 20 płyty grzewczej 2. Jak przedstawiono na fig. 5, w komorze roboczej 9 drukarki 3D, na jednej ze ścian umieszczony jest czujnik temperatury komory 15, mający za zadanie odczytywanie temperatury panującej we wnętrzu komory roboczej 9, w szczególności nad powierzchnią platformy roboczej 10. Wewnątrz komory roboczej 9 umieszczony jest ponadto wentylator mieszający 16, który zapewnia jednorodną dystrybucję ogrzanego powietrza w przestrzeni druku, czyli w całej objętości komory roboczej 9.
Należy zauważyć, że w miarę nakładania kolejnych warstw materiału następuje zjawisko jego skurczu (w przypadku braku regulacji i stabilizacji temperatury komory roboczej 9 i platformy roboczej 10), co objawia się pękaniem modelu, jego deformacją i odklejaniem od platformy roboczej 10. Aby temu zapobiec należy zwiększyć temperaturę komory roboczej 9 odpowiednią dla określonego materiału (filamentu). Osiągnięto to poprzez odzyskiwanie ciepła z dolnej powierzchni płyty grzewczej 2. Do płyty grzewczej 2 zostaje tłoczone powietrze, które po ogrzaniu jest wyprowadzane do komory roboczej 9 w celu jej podgrzania. Rolę regulacyjną spełniają dwa wentylatory 4. Kiedy są zatrzymane, ogrzewana jest platforma robocza 10, kiedy pracują, pompują gorące powietrze do wnętrza komory roboczej 9. Z kolei w przypadku pracy wentylatorów 4 i wyłączonego grzania płyty grzewczej 2 następuje przyspieszone chłodzenie platformy roboczej 10 i komory roboczej 9. Zarówno temperatura platformy roboczej 10, jak i temperatura komory roboczej 9 są regulowane i stabilizowane za pomocą elektronicznego układu sterującego (nie pokazano), na podstawie danych z czujników temperatury platformy 6 i komory 15. Wartości temperatur mogą być dowolnie zmieniane przez użytkownika i zaprogramowane w proces wydruku. Niemniej wartość temperatury platformy roboczej 10 pełni funkcję priorytetową. Ustawiona wartość temperatury komory roboczej 9 zawsze będzie niższa od temperatury platformy roboczej 10, co zapewnia optymalne warunki dla drukowania modeli. Układ sterujący zapewnia również sterowanie działaniem wentylatora mieszającego 16 powietrze wewnątrz komory roboczej 9 oraz wytworzeniem napięcia zasilającego płytę grzewczą 2.

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Platforma robocza (10) drukarki 3D zawierająca konstrukcję nośną (5), obejmującą płytę nośną (5a), ściany boczne (5b) oraz moduł wsporczy (5c), z której rozciągają się w kierunku lateralnym co najmniej trzy mocowania (7) platformy roboczej (10), przy czym w konstrukcji nośnej (5) rozmieszczona jest płyta grzewcza (2), na której umieszczona jest płyta transferu ciepła (3), co najmniej jeden czujnik temperatury platformy (6), a na co najmniej części płyty grzewczej (2) umieszczona jest płyta robocza (1) platformy roboczej (10), znamienna tym, że w module wsporczym (5c) umieszczony jest co najmniej jeden wentylator (4), a w płycie nośnej (5a) utworzony jest co najmniej jeden otwór przelotowy, odpowiadający pozycji wentylatora (4), natomiast ściany boczne (5b) posiadają szereg otworów cyrkulacyjnych (8).
  2. 2. Platforma robocza według zastrz. 1, znamienna tym, że płyta robocza (1) wykonana jest ze szkła, kamienia lub ceramiki.
  3. 3. Platforma robocza według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że moduł wsporczy (5c) w rzucie równoległym na płaszczyznę posiada kształt zasadniczo trójkątny.
    PL 228 959 B1
  4. 4. Platforma robocza według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3, znamienna tym, że otwory cyrkulacyjne (8) rozmieszczone są na dwóch przeciwległych ścianach bocznych (5b).
  5. 5. Platforma robocza według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 4, znamienna tym, że płyta grzewcza (2) zasilana jest napięciem stałym o wartości ok. 380V.
  6. 6. Drukarka 3D do druku przestrzennego w technologii osadzania topionego materiału zawierająca ogrzewaną komorę roboczą (9), w której umieszczona jest przemieszczana wertykalnie platforma robocza (10), osadzona na szeregu napędów liniowych (11) oraz przemieszczana w płaszczyźnie horyzontalnej głowica drukująca (12), umieszczona na szeregu napędów liniowych (13), (14), znamienna tym, że platforma robocza stanowi platformę roboczą (10) jak zdefiniowano w którymkolwiek z zastrz. od 1 do 5.
  7. 7. Drukarka 3D według zastrz. 6, znamienna tym, że platforma robocza (10) osadzona jest na trzech napędach liniowych (11) w postaci napędów śrubowych.
  8. 8. Drukarka 3D według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że głowica drukująca (12) umieszczona jest na dwóch napędach liniowych (13), w postaci napędów śrubowych, zapewniających przemieszczanie w jednym z kierunków płaszczyzny horyzontalnej, oraz na jednym napędzie liniowym (14), w postaci napędu śrubowego, zapewniającego przemieszczanie w drugim z kierunków płaszczyzny horyzontalnej.
  9. 9. Drukarka 3D według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 8, znamienna tym, że wewnątrz komory roboczej (9) rozmieszczony jest czujnik temperatury komory (15).
  10. 10. Drukarka 3D według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 9, znamienna tym, że wewnątrz komory roboczej (9) rozmieszczony jest wentylator mieszający (16).
PL416846A 2016-04-18 2016-04-18 Platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą PL228959B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416846A PL228959B1 (pl) 2016-04-18 2016-04-18 Platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą
PCT/PL2017/050021 WO2017184002A1 (en) 2016-04-18 2017-04-03 A 3d printer working platform and a 3d printer containing such a work platform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL416846A PL228959B1 (pl) 2016-04-18 2016-04-18 Platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL416846A1 PL416846A1 (pl) 2017-10-23
PL228959B1 true PL228959B1 (pl) 2018-05-30

Family

ID=60083596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL416846A PL228959B1 (pl) 2016-04-18 2016-04-18 Platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL228959B1 (pl)
WO (1) WO2017184002A1 (pl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108656548A (zh) * 2018-07-04 2018-10-16 芜湖启迪打印机科技有限公司 一种便于取件的3d打印机工作台
CN108582782A (zh) * 2018-07-27 2018-09-28 中科院广州电子技术有限公司 一种双循环加热恒温成型空间的3d打印机
WO2020068075A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Setting air flow rates for 3d printing
DE102018128106A1 (de) 2018-11-09 2020-05-14 GEWO Feinmechanik GmbH 3D-Drucker mit einem verstellbaren Druckbett und Verfahren zum Ausrichten eines Druckbetts eines 3D-Druckers
CN117067585A (zh) * 2018-12-20 2023-11-17 捷普有限公司 用于3d打印构建板热膨胀的校平器
EP3946895B1 (en) * 2019-03-29 2024-09-04 Solventum Intellectual Properties Company Build platform for use in an additive manufacturing device
CN112138287B (zh) * 2020-07-24 2022-06-07 西安交通大学 一种用于伽马刀手术的定位头模及三维成像与成型系统
CN112223741A (zh) * 2020-08-28 2021-01-15 中科院广州电子技术有限公司 一种空间恒温的大尺寸打印平台3d打印装置
CN112475324A (zh) * 2020-10-28 2021-03-12 浙江万丰科技开发股份有限公司 一种3d打印机用模块式加热器
CN114030177B (zh) * 2021-10-11 2024-08-23 程永阔 一种数码3d平板打印机
FR3137864B1 (fr) 2022-07-13 2024-07-12 Michelin & Cie Module amovible permettant de réduire la consommation énergétique d’une machine d’impression 3D

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7011783B2 (en) * 2001-10-24 2006-03-14 3D Systems, Inc. Cooling techniques in solid freeform fabrication
US20150102531A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-16 Global Filtration Systems, A Dba Of Gulf Filtration Systems Inc. Apparatus and method for forming three-dimensional objects using a curved build platform
CN203792720U (zh) * 2013-10-17 2014-08-27 广东拓斯达科技股份有限公司 排气扇抽气式3d打印防变形工作平台
US9656427B2 (en) * 2014-01-05 2017-05-23 Makerbot Industries, Llc Controlling build chamber temperature
CN204263548U (zh) * 2014-11-21 2015-04-15 潘祥生 并联式3d打印机

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017184002A1 (en) 2017-10-26
PL416846A1 (pl) 2017-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL228959B1 (pl) Platforma robocza drukarki 3D oraz drukarka 3D zawierająca taką platformę roboczą
EP3002113A1 (en) Apparatus and method for producing objects utilizing three-dimensional printing
CN204423198U (zh) 3d打印恒温控制装置
EP3002112A1 (en) Selective zone temperature control build plate
US11312070B2 (en) Print head for three-dimensional printing and the print head assembly
US11161336B2 (en) Heated air system for 3D printer
US20180085826A1 (en) Method and device for controlling printing zone temperature
CN109501248B (zh) 一种用于高温激光选区烧结的预热缸体及其成形方法
US20210387401A1 (en) Methods and Systems for Additive Manufacturing
EP3595871B1 (en) Printer unit for a 3d-printing apparatus and method
EP3323594B1 (en) Printing head module
US20180361667A1 (en) Print Beds, 3-D Printers, Methods and Computer Programs for Regulation of a Temperature of a Print Bed
KR200486725Y1 (ko) 3d 프린터용 베드
US10894357B2 (en) Three-dimensional printer of fused deposition modeling
US20220402209A1 (en) 3d printer with advantageous irradiation device, and method
US20230081209A1 (en) 3d printing device having an advantageous geometry of the build area
US10994452B2 (en) Powder slush molding machine and powder slush molding method
KR20200052396A (ko) 3d프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치
JPH037321A (ja) 溶融押出式フイルム成形の膜厚制御装置
US11731199B2 (en) Metal drop ejecting three-dimensional (3D) object printer with double thermal layer insulation for the build platform translational mechanism
CN208682133U (zh) 可打印高温材料的3d打印机
KR20160118606A (ko) 삼차원 프린터의 내부 온도 유지 장치
US20220212257A1 (en) Metal drop ejecting three-dimensional (3d) object printer with a thermally insulated build platform translational mechanism
RU2770997C1 (ru) Промышленный 3D-принтер для высокотемпературной печати
KR102033459B1 (ko) 3d 프린터