RU189216U1 - Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия - Google Patents
Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия Download PDFInfo
- Publication number
- RU189216U1 RU189216U1 RU2019110457U RU2019110457U RU189216U1 RU 189216 U1 RU189216 U1 RU 189216U1 RU 2019110457 U RU2019110457 U RU 2019110457U RU 2019110457 U RU2019110457 U RU 2019110457U RU 189216 U1 RU189216 U1 RU 189216U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extruder
- mixing
- radiators
- engine
- color
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical compound ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
Landscapes
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области трехмерных печатных изделий, в частности к экструдерам для получения многоцветных изделий. Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия, содержащего двигатель, корпус, вал с муфтой, вал смешения, камеру смешения, каналы подаваемого материала, канал дозации, сменное сопло, нагреватель, кронштейн, дополнительно содержится камера смешения, выполненная малогабаритной, вал смешения расположен в малогабаритной камере смешения, дополнительно содержатся водяные радиаторы для охлаждения каналов подачи материала, при этом радиаторы установлены в корпусе, а также над двигателем установлен контур для распределения воды между радиаторами, сменное сопло выполнено с обеспечением разделения камеры смешения и канала дозации. Кроме этого, в качестве двигателя использован шаговый двигатель, а в качестве нагревателя использован кольцевой нагреватель. Предлагаемая полезная модель позволяет повысить надежность экструдера. 2 з.п. ф-лы, 13 ил.
Description
Полезная модель относится к области трехмерных печатных изделий, в частности, к экструдерам для получения многоцветных изделий. Разработанная конструкция экструдера позволяет получать изделия с обширной цветовой палитрой, а также может послужить основой для дальнейших разработок в области полноцветной 3D-печати.
Известен экструдер струйного 3D принтера (Патент RU №161249, МПК B41J 2/00, публ. 10.04.2016), содержащий выполненную в едином корпусе подвижную платформу с размещенными на ней двумя соплами с нагревателями и механизм переключения сопел. Положение головки определяется датчиком положения подвижной платформы и ограничивается позиционным ограничителем. Недостатком технического решения является технологически сложная конструкция устройства, что сказывается на надежности устройства в целом,
Известен экструдер струйного 3D принтера (Патент RU №171905, МПК B41J 2/00, публ. 20.06.2017), струйного 3D принтера, включающий основание, на котором закреплен механизм подачи печатающего материала, двигатель, выполненный с возможностью вращения эксцентрика, который приводит в движение единую платформу, клапаны, выполненные с возможностью запирания неактивного экструдера, единую платформу, которая содержит два легкосъемных экструдера с нагревательными элементами, самозапирающийся механизм переключения, выполненный с возможностью позиционирования сопел в рабочем положении, и подпружиненные ролики, выполненные с возможностью прижимания материала к подающему механизму для активного в данный момент экструдера. Недостатком вышеуказанного патента является налипание остатков пластика к пластине самозапирающего механизма, что может привести к проблемам с печатью или артефактам на модели.
На сегодняшний день технология послойного наплавления (FDM технология) является самой популярной технологией 3D печати за счет дешевизны принтеров и расходных материалов. Одним из недостатков данной технологии является отсутствие возможности полноцветной печати.
Из уровня техники известен экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия, содержащий двигатель, корпус, вал с муфтой, вал смешения, камеру смешения, каналы подаваемого материала, канал дозации, сменное сопло, нагреватель, кронштейн (Заявка US №2017326773, МПК В29С 47/04, В29С 47/88, публ. 16.11.2017), принятый за наиболее близкий аналог (прототип). Недостатком такой конструкции является отсутствие организации какого-либо охлаждения, канал подачи материала (пластика) слишком длинный, что повышает вероятность застраивания материала и усложняет чистку, камера смешения и вал смешения находятся в разных местах, что снижает качество смешивания и низкий градиент между цветами.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемой полезной модели и не может быть реализовано при использовании прототипа, является повышение надежности устройства за счет создания малогабаритной камеры смешения, размещения вала смешения в камере смешения, организации водяного охлаждения, создание экструдера компактной конструкции.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности устройства за счет создания малогабаритной камеры смешения, размещения вала смешения в камере смешения, организации водяного охлаждения, создание экструдера компактной конструкции.
Техническая проблема решается тем, что в экструдере для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия, содержащем двигатель, корпус, вал с муфтой, вал смешения, камеру смешения, каналы подаваемого материала, канал дозации, сменное сопло, нагреватель, кронштейн, согласно полезной модели, дополнительно камера смешения выполнена малогабаритной, вал смешения расположен в малогабаритной камере смешения, дополнительно содержатся водяные радиаторы для охлаждения каналов подачи материала, при этом радиаторы установлены в корпусе, а также над двигателем установлен контур для распределения воды между радиаторами, сменное сопло выполнено с обеспечением разделения камеры смешения и канала дозации.
Кроме того, согласно полезной модели, в качестве двигателя использован шаговый двигатель.
Кроме того, согласно полезной модели, в качестве нагревателя использован кольцевой нагреватель.
В предлагаемой полезной модели, в отличии от прототипа, дополнительно камера смешения выполнена малогабаритной, вал смешения расположен в малогабаритной камере смешения, дополнительно содержатся водяные радиаторы для охлаждения каналов подачи материала, при этом радиаторы установлены в корпусе, а также над двигателем установлен контур для распределения воды между радиаторами, сменное сопло выполнено с обеспечением разделения камеры смешения и канала дозации, что обеспечивает повышение надежности устройства за счет создания малогабаритной камеры смешения, размещения вала смешения в камере смешения, организации водяного охлаждения, создание экструдера компактной конструкции. Кроме того, в качестве двигателя использован шаговый двигатель, что позволяет повысить надежность всего устройства из-за длительного срока эксплуатации этого двигателя, он не сгорает при нагрузке, превышающей максимальный вращающий момент двигателя.
Кроме того, использование кольцевого нагревателя позволяет повысить качество нагрева.
На Фиг. 1 представлен общий вид экструдера.
На Фиг. 2 представлен общий вид А сбоку.
На Фиг. 3 представлен вид сбоку на сопло и водяные радиаторы.
На Фиг. 4 представлен вид сбоку на водяные радиаторы с продольным разрезом радиатора и корпуса.
На Фиг. 5 представлен вид сечения В-В с расположением отверстий под установку нагревателя и терморезистора в корпус.
На Фиг. 6 представлен общий вид водяных радиаторов с соплом (перевернут), Фиг. 7 - общий вид сверху водяного контура, Фиг. 8 - кольцевой нагреватель, Фиг. 9 - корпус элементов системы охлаждения (без позиций).
На Фиг. 10 представлен FDM 3D принтер, Фиг. 11 - модель системы подачи пластика, Фиг. 12 - изготовленная система подачи пластика, Фиг. 13 - финальная сборка и монтаж оборудования с экструдером (без позиций).
Устройство реализовано следующим образом.
Экструдер (без позиции) (Фиг. 1 - Фиг. 5) содержит двигатель 1, корпус 2, вал с муфтой 3, вал смешения 4, камеру смешения 5, каналы подаваемого материала 6, канал дозации 7, сменное сопло 8 для дозации материала, кольцевой нагреватель 24. В качестве двигателя используется шаговый двигатель, например, Nema 11. Шаговый двигатель используется для привода вала 3 с помощью гибкой муфты (позиция заодно с валом). В качестве нагревателя используется кольцевой нагреватель 24, который крепится к корпусу 2 соплом 8. Кронштейн 10 используется для крепления экструдера к 3D принтеру. Камера смешения 5 выполнена малогабаритной, вал смешения 4 расположен в малогабаритной камере смешения 5, при этом уменьшаются габариты всего устройства, повышается качество смешивания и обеспечивается высокий градиент перехода цвета к цвету. Дополнительно содержатся водяные радиаторы 11 для охлаждения каналов подачи 6 материала, при этом водяные радиаторы 11 установлены в корпусе 2. Использование в устройстве водяных радиаторов 11 позволяет реализовать водяное охлаждения каналов подачи материала. При этом над двигателем 1 установлен контур для распределения воды 12 между радиаторами 11. Крепление трубок 15, 16 к контуру 12 показано без указания позиций. Сменное сопло 8 выполнено с обеспечением разделения 13 камеры смешения 5 и канала дозации 7, что обеспечивает простоту чистки каналов, при эксплаутации. Фитинги 14 установлены на водяные радиаторы 11. Фитинг 14 (пневмофитинг) необходим для подачи термопластичного полимера в экструдер по схеме «bowden». На фитинг 14 устанавливаются трубки подвода (не показаны) материала, на водяные радиаторы 11 устанавливаются трубки подвода 15 и трубки отвода 16 воды. Водяной радиатор 11 содержит наружный корпус 17, внутренний корпус 18, ребра охлаждения 19 для улучшения охлаждения, термобарьер 20 для предотвращения нагрева материала пластика вне камеры смешения 5. В качестве охлаждающей жидкости выбрана вода. Терморезистор устанавливается в отв. 9 и фиксируется установочным винтом в отв. 21, предусмотрены крепежные отверстия 22 под крепление винтами 23 сменного сопла 8 к корпусу 2.
В конструкции экструдера применена замкнутая системой охлаждения состоящая из: помпы (на Фиг. 9 без позиции) контур распределения воды (на Фиг. 7 без позиции), радиаторов охлаждения подводимого материала, трубок, радиатора охлаждения воды (на Фиг. 9 без позиции). Для распределения воды между водяными радиаторами 11 предусмотрен общий водяной контур 12 (Фиг. 7). Он выполнен цельным и имеет один вход и один выход (на Фиг. 1 без позиции) для общего подвода воды и 5 каналов входа и 5 каналов выхода, по одному каждого вида на каждый радиатор подвода материала. Внутри его лабиринт (не показан), разделяющий контур подвода и отвода воды. Данное конструкторское решение определено тем, что вода обладает значительной теплоемкостью и теплопроводностью по сравнению с воздухом и может снять больше тепла по сравнению с воздухом при схожих площадях поверхностей радиаторов. Вышеприведенные преимущества водного теплоносителя позволили уменьшить габаритные размеры экструдера. Для обеспечения прокачки жидкости и последующей ее охлаждения применены помпа с расширительным баком и радиатор с активной системой обдува (не показано). Для установки помпы с расширительным баком и радиатора, был разработан и изготовлен общий корпус (на Фиг. 9 без позиции), обеспечивающий простое крепление элементов системы охлаждения.
Было произведено интегрирование экструдера на стандартный FDM 3D принтер. За основу был взят принтер «TEVO Black Widow», выбор данного принтера обусловлен тем, что он выполнен по открытой схеме, имеет жесткую раму и подвижный стол (Фиг. 10). Наличие подвижного стола уменьшает перемещения экструдера и снижает нагрузки на экструдер. Для подачи термопластичного полимера в экструдер была разработано и изготовлено устройство подачи (Фиг. 11, Фиг. 12).
После проведении экспериментальных исследований была разработана конструкторская документация и изготовлен экструдер. После изготовления всех элементов конструкции и экструдера был выполнен их монтаж, представлена финальная сборка (Фиг. 13). Разработанная конструкция позволяет получать изделия с обширной цветовой палитрой, а также может послужить основой для дальнейших разработок в области полноцветной 3D-печати.
Таким образом, выполнение предлагаемой полезной модели с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками, за счет создания малогабаритной камеры смешения и упрощения конструкции, размещения вала смешения в камере смешения, организации водяного охлаждения и создания экструдера компактной конструкции позволяет повысить в целом надежность экструдера.
Claims (3)
1. Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия, содержащего двигатель, корпус, вал с муфтой, вал смешения, камеру смешения, каналы подаваемого материала, канал дозации, сменное сопло, нагреватель, кронштейн, отличающийся тем, что дополнительно камера смешения выполнена малогабаритной, вал смешения расположен в малогабаритной камере смешения, дополнительно содержатся водяные радиаторы для охлаждения каналов подачи материала, при этом радиаторы установлены в корпусе, а также над двигателем установлен контур для распределения воды между радиаторами, сменное сопло выполнено с обеспечением разделения камеры смешения и канала дозации.
2. Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия по п. 1, отличающийся тем, что в качестве двигателя использован шаговый двигатель.
3. Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нагревателя использован кольцевой нагреватель.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019110457U RU189216U1 (ru) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019110457U RU189216U1 (ru) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU189216U1 true RU189216U1 (ru) | 2019-05-16 |
Family
ID=66549783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019110457U RU189216U1 (ru) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU189216U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194407U1 (ru) * | 2019-07-12 | 2019-12-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати |
| RU208684U1 (ru) * | 2021-07-06 | 2021-12-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ГлобалТест" | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати |
| RU215277U1 (ru) * | 2022-06-18 | 2022-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Мультипринт 3Д" | Экструдер для 3d-печати составами на основе восков и парафинов |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205439281U (zh) * | 2015-10-13 | 2016-08-10 | 金昭 | 一种3d打印机丝料挤出机 |
| CN205522540U (zh) * | 2016-03-31 | 2016-08-31 | 红河学院 | 改进的并联臂3d打印雕刻机送料打印头 |
| CN206030550U (zh) * | 2016-08-19 | 2017-03-22 | 施派智能科技发展（上海）有限公司 | 一种3d打印机用的单挤出机头 |
| US20170326773A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-16 | Ord Solutions Inc. | Fused filament fabrication color extruder for three dimensional printing |
| CN208180205U (zh) * | 2018-04-08 | 2018-12-04 | 常州百佳年代薄膜科技股份有限公司 | 一种eva热熔胶挤出机 |
-
2019
- 2019-04-08 RU RU2019110457U patent/RU189216U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205439281U (zh) * | 2015-10-13 | 2016-08-10 | 金昭 | 一种3d打印机丝料挤出机 |
| CN205522540U (zh) * | 2016-03-31 | 2016-08-31 | 红河学院 | 改进的并联臂3d打印雕刻机送料打印头 |
| US20170326773A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-16 | Ord Solutions Inc. | Fused filament fabrication color extruder for three dimensional printing |
| CN206030550U (zh) * | 2016-08-19 | 2017-03-22 | 施派智能科技发展（上海）有限公司 | 一种3d打印机用的单挤出机头 |
| CN208180205U (zh) * | 2018-04-08 | 2018-12-04 | 常州百佳年代薄膜科技股份有限公司 | 一种eva热熔胶挤出机 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194407U1 (ru) * | 2019-07-12 | 2019-12-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати |
| RU208684U1 (ru) * | 2021-07-06 | 2021-12-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ГлобалТест" | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати |
| RU215277U1 (ru) * | 2022-06-18 | 2022-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Мультипринт 3Д" | Экструдер для 3d-печати составами на основе восков и парафинов |
| RU222838U1 (ru) * | 2023-10-25 | 2024-01-19 | Михаил Михайлович Зрайченко | Устройство мониторинга и управления расплавом полимерных композитных материалов при 3d-печати |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU189216U1 (ru) | Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия | |
| CN108656457B (zh) | 一种用于3d打印灯罩的注塑模具 | |
| CN206277623U (zh) | 塑胶模具装置 | |
| CN106915074B (zh) | 一种防止漏料的3d打印喷头 | |
| CN212306691U (zh) | 双喷头3d食品打印挤料装置 | |
| CN103341974B (zh) | 一种3d打印喷头 | |
| CN105584052A (zh) | 一种用于制造橡胶材料的3d打印机喷头 | |
| CN208228287U (zh) | 一种热塑性食品3d打印机挤出系统 | |
| CN212666704U (zh) | 一种三维打印机专用逆止式挤出机 | |
| US8840394B2 (en) | Injection molding apparatus having a plate heater and having a cooling passage or an insulation space | |
| CN216220153U (zh) | 一种蠕动泵式3d打印喷头及应用其的食材打印机 | |
| CN210283203U (zh) | 一种竖管生产用便于冷却的双螺杆机 | |
| CN210651818U (zh) | 一种3d打印耗材挤出成型快速冷却装置 | |
| CN116061435A (zh) | 一种3d打印挤出机构及3d打印机 | |
| CN212194235U (zh) | 一种多色三维打印机 | |
| CN210651897U (zh) | 一种3d打印机喷头冷却装置 | |
| CN211091700U (zh) | 一种食品加热打印喷头 | |
| JP2003220702A (ja) | インクジェットプリンタ | |
| CN214000472U (zh) | 一种汽车生产用具有快速散热结构的塑胶模具 | |
| KR100567261B1 (ko) | 코르게이트관 제조장치 | |
| CN220129479U (zh) | 一种热固性塑粉涂料挤出机 | |
| CN220681643U (zh) | 一种树脂槽及积层制造设备 | |
| CN213441180U (zh) | 一种自动冷却式3d打印机用冷却机构 | |
| CN216832147U (zh) | 塑料挤出机 | |
| CN218171408U (zh) | 新型混色全彩3d打印头 |