RU155702U1

RU155702U1 - MULTI-LAYER SURFACE OF A 3D PRINTER PRINTING AREA WORKING WITH THE FDM TECHNOLOGY

Info

Publication number: RU155702U1
Application number: RU2014147749/05U
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Изотов; Виталий Михайлович Федулов; Александр Николаевич Тиханин; Юлия Сергеевна Федулова
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2015-10-20

Abstract

Многослойный стол для печати 3D-принтером, работающим по FDM-технологии, состоящий из основания стола, стеклянной поверхности и нагревательного элемента стола, отличающийся тем, что он дополнительно содержит теплоизоляционный слой и встроенный тепловентилятор с датчиками, расположенный под слоями стола, при этом основание стола выполнено литым из алюминия с ребрами жесткости, а стеклянная поверхность стола является каленой.A multilayer table for printing by a 3D printer using FDM technology, consisting of a table base, a glass surface and a table heating element, characterized in that it further comprises a heat-insulating layer and an integrated fan heater with sensors located under the table layers, while the table base made of cast aluminum with stiffeners, and the glass surface of the table is red-hot.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к оборудованию для изготовления 3D-прототипов деталей из пластмасс по FDM (Fused Deposition Modeling) технологии. Устройство может быть использовано в различных конструкциях 3D-принтеров с закрытой зоной печати.The proposed utility model relates to equipment for the manufacture of 3D prototypes of plastic parts using FDM (Fused Deposition Modeling) technology. The device can be used in various designs of 3D printers with a closed print area.

Наиболее близким аналогом является 3D-принтер (патент CN 20131343636 20130808, МПК В29С 67/00, 20.11.2013). 3D-принтер состоит из автоматической системы выравнивания, нагревательной системы управления, системы управления и отображение процесса работы. Автоматическая система выравнивания включает дальномер, рабочую панель, основание, двигатели и пружины. Изобретение отличается тем, что дальномер установлен над рабочей панелью, рабочая панель соединена с электродвигателями. Тепловыделение системы управления излучается большой площадью поля печати. Система отображения включает в себя ЖК-экран и управление соответствующего LCD-дисплея.The closest analogue is a 3D printer (patent CN 20131343636 20130808, IPC ВСС 67/00, 11/20/2013). The 3D printer consists of an automatic alignment system, a heating control system, a control system and a display of the work process. The automatic leveling system includes a range finder, a work panel, a base, motors and springs. The invention is characterized in that the range finder is installed above the working panel, the working panel is connected to electric motors. The heat emission of the control system is emitted by a large area of the print field. The display system includes an LCD screen and control of the corresponding LCD display.

Недостатком представленного изобретения является несовершенство нагревательной системы области печати, отсутствие датчиков температуры, которые дают возможность управлять температурными полями во время печати.The disadvantage of the present invention is the imperfection of the heating system of the print area, the absence of temperature sensors that make it possible to control the temperature fields during printing.

Прототипом устройства поверхности зоны печати является подогреваемый стол 3D-принтера системы RepRap.Стол представлен в виде стеклянной поверхности с прикрепленными к нему нагревательными элементами из нихромовой проволоки. Нагреватель приклеен к стеклу специальным термостойким скотчем. Стеклянная поверхность с нагревателями закреплена на алюминиевом листовом основании стола. Управление нагревом стола осуществляется через контроллер Arduino, встроенный в блок управления принтером, (раскрытое на сайте http://www.3dindustry.ru/article/366/, опубликовано 20.04.2013 г).The prototype of the surface of the print zone is the heated table of the RepRap 3D printer. The table is presented in the form of a glass surface with nichrome wire heating elements attached to it. The heater is glued to the glass with a special heat-resistant tape. The glass surface with heaters is fixed on the aluminum sheet base of the table. The heating of the table is controlled through the Arduino controller, which is built into the printer control unit (disclosed on the website http://www.3dindustry.ru/article/366/, published on 04/20/2013).

К недостаткам прототипа следует отнести неравномерный нагрев зоны печати, также недостаточную теплоизоляцию, что вызывает коробление несущей части стола, которая изготовлена из алюминия и не имеет ребер жесткости, что ухудшает качество печати модели. Кроме этого микроклимат в камере печати не имеет регулировки по температуре и со временем температура в зоне печати будет возрастать.The disadvantages of the prototype include uneven heating of the print zone, as well as insufficient thermal insulation, which causes warping of the bearing part of the table, which is made of aluminum and does not have stiffeners, which affects the print quality of the model. In addition, the microclimate in the print chamber has no temperature control and over time the temperature in the print area will increase.

Преимущество заявляемого устройства заключается в том, что многослойная структура стола позволит исключить температурные деформации за счет слоя термического экрана. Литое алюминиевое основание с ребрами жесткости гарантированно не позволит деформироваться каленому стеклу от влияния температуры нагрева, которая может достигать 140°C. Встроенный в стол тепловентилятор с датчиками в зоне печати дополнительно нагнетает тепло для направленного затвердевания пластика. Управление нагревом осуществляется от общего электронного блока управления 3D-принтером. Это исключит такие дефекты печати, как усадка пластика, коробление стенок модели, подрыв углов модели от плоскости стола.The advantage of the claimed device is that the multilayer structure of the table will eliminate thermal deformations due to the layer of the thermal screen. Cast aluminum base with stiffeners is guaranteed to not allow tempered glass to deform from the influence of heating temperature, which can reach 140 ° C. The fan heater built-in to the table with sensors in the print zone additionally pumps heat for directional hardening of the plastic. Heating is controlled from a common electronic control unit for a 3D printer. This eliminates such printing defects as plastic shrinkage, warping of the model walls, undermining the model corners from the table plane.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является уменьшение коробления и усадки, печатаемых на 3D-принтере моделей из пластика при габаритах свыше 300 мм, что позволит повысить скорость печати и качество поверхности модели. Технический результат выражается в увеличении рабочей зоны печати, скорости печати, тем самым повышаются функциональные возможностей при печати крупногабаритных моделей.The technical result of the proposed utility model is to reduce warpage and shrinkage printed on a 3D printer of plastic models with dimensions over 300 mm, which will increase the printing speed and surface quality of the model. The technical result is expressed in increasing the working area of the print, print speed, thereby increasing the functionality when printing large models.

Технический результат достигается тем, что многослойный стол для печати 3D-принтером, работающим по FDM-технологии, состоящий из основания стола, стеклянной поверхности и нагревательного элемента стола дополнительно содержит теплоизоляционный слой и встроенный тепловентилятор с датчиками, расположенный под слоями стола, при этом основание стола выполнено литым из алюминия с ребрами жесткости, а стеклянная поверхность стола является каленой.The technical result is achieved in that a multilayer table for printing by a 3D printer using FDM technology, consisting of a table base, a glass surface and a table heating element, further comprises a heat-insulating layer and an integrated fan heater with sensors located under the table layers, while the table base made of cast aluminum with stiffeners, and the glass surface of the table is red-hot.

Схема тепловентиляционной многослойной поверхности (стола) 3D-принтера представлена на рисунке.A diagram of a heat-ventilating multilayer surface (table) of a 3D printer is shown in the figure.

Устройство многослойной поверхности зоны печати 3D-принтера, работающего по FDM-технологии, включает в себя: каленое стекло 1, нагревательный элемент 2, теплоизоляционный слой 3, алюминиевое литое основание 4, нагревательный элемент 5, вентилятор нагревателя 6.The device of the multilayer surface of the print zone of a 3D printer using FDM technology includes: tempered glass 1, heating element 2, heat-insulating layer 3, aluminum cast base 4, heating element 5, heater fan 6.

Расплавленный пластик послойно наплавляется на разогретую поверхность каленого стекла, теплоизоляционный слой препятствует температурным деформациям каленого стекла и основания. За счет регулирования температуры в зоне печати и создания условий направленного затвердевания печатаемой 3D-модели снижается риск образования таких дефектов, как коробление стенок модели, усадка, подрыв углов и периметра модели от стола принтера. Встроенный вентилятор может работать как на подогрев зоны печати, так и на охлаждение, что является универсальным свойством при печати 3D-моделей из различного по свойствам пластика. Конструкция стола 3D-принтера, за счет литого основания с ребрами жесткости, также не позволяет прогибаться каленому стеклу от действия высоких температур порядка 120°C, что положительно сказывается на качестве поверхностей модели из пластика при печати, исключаются пропуски между наплавляемыми слоями.The molten plastic is deposited layer by layer on the heated surface of the tempered glass, the heat-insulating layer prevents thermal deformation of the tempered glass and the base. By adjusting the temperature in the print zone and creating conditions for the directional solidification of the printed 3D model, the risk of defects such as warping of the model walls, shrinkage, undermining of the corners and perimeter of the model from the printer table is reduced. The built-in fan can work both for heating the print zone, and for cooling, which is a universal property when printing 3D models from various plastic properties. The design of the 3D printer table, due to the molded base with stiffeners, also does not allow tempered glass to bend from the action of high temperatures of about 120 ° C, which positively affects the quality of the surfaces of the model from plastic when printing, omissions between the deposited layers are eliminated.

Claims

A multilayer table for printing by a 3D printer using FDM technology, consisting of a table base, a glass surface and a table heating element, characterized in that it further comprises a heat-insulating layer and an integrated fan heater with sensors located under the table layers, while the table base made of cast aluminum with stiffeners, and the glass surface of the table is red-hot.