RU189218U1 - Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm - Google Patents

Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm Download PDF

Info

Publication number
RU189218U1
RU189218U1 RU2019102289U RU2019102289U RU189218U1 RU 189218 U1 RU189218 U1 RU 189218U1 RU 2019102289 U RU2019102289 U RU 2019102289U RU 2019102289 U RU2019102289 U RU 2019102289U RU 189218 U1 RU189218 U1 RU 189218U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
printing
extruder
radiator
filament
temperature polymers
Prior art date
Application number
RU2019102289U
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Павлович Бойцов
Сергей Иванович Благинин
Алексей Владимирович Синьков
Александр Васильевич Саразов
Роман Николаевич Титов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Волтехно"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Волтехно" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Волтехно"
Priority to RU2019102289U priority Critical patent/RU189218U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU189218U1 publication Critical patent/RU189218U1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed

Abstract

Полезная модель относится к области изготовления трехмерных физических объектов послойным нанесением полимерных материалов, в том числе и высокотемпературных полимеров, и может быть использована при изготовлении ЗВ-моделей широкой сферы их последующего использования, в частности науки, образовании, промышленности, медицины и пр.Техническим результатом применения заявляемой полезной модели является повышение надежности технологического процесса 3D-печати высокотемпературными полимерами.Поставленный технический результат достигается тем, что прижимные ролики выполнены в виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой, а каждый экструдер снабжен жидкостным радиатором, при этом канал подачи филамента, проходящий через радиатор и термобарьер, представляет собой полую цилиндрическую керамическую трубку, а сопла экструдеров выполнены из износостойкого титанового сплава, причем радиатор и подающий механизм заключены в термоизолирующий корпус.

Description

Полезная модель относится к области изготовления трехмерных физических объектов послойным нанесением полимерных материалов, в том числе и высокотемпературными полимерами (РЕЕК - полиэфирэфиркетон, PPSU - полифенилсульфон, PEI - полиэфиримид и др.), а точнее к технологиям трехмерной печати объектов расплавленной полимерной нитью (FDM), и может быть использована при изготовлении 3D-моделей широкой сферы их последующего использования, в частности, науке, образовании, промышленности, медицине и пр.
Известно устройство печатающая головка 3D принтера, содержащее выполненную в едином корпусе подвижную платформу с размещенными на ней шаговым электродвигателем, зубчатым шкивом, основанием, фланцем, направляющей пластиной, радиатором, экструдерным узлом в сборе, каналы филамента, шкив ременной передачи, вентилятор, пружину, прижимающую ведомый зубчатый шкив к ведущему, направляющую ось, установленную между двумя опорами, ремень и опоры, при этом переход с одного экструдера на другой реализован путем механического переключения рычагом на направляющей пластине, путем упора в выступ на опоре и фиксации пружиной. (Пат. №174069 РФ МПК B41J 2/00 от 9.11.2016)
К недостаткам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невысокая скорость печати изделий, обусловленная необходимостью перехода с одного экструдера на второй путем механического переключения рычага (например, при печати различным материалом или материалами различного цвета), что снижает надежность устройства. К тому же данная печатающая головка не обеспечивает возможность печати высокотемпературными полимерам.
Известно устройство печатающая головка 3D принтера, включающая два экструдера с нагревающим элементом, систему подачи печатающего материала, отличающаяся тем, что экструдеры выполнены в виде одного разборного узла, образованного путем соосного размещения в корпусе внешнего экструдера, выполненного с заливочным соплом, корпуса внутреннего экструдера, снабженного точным соплом, диаметр которого меньше диаметра заливочного сопла первого экструдера, при этом внутренний экструдер выполнен с буртиком, наружный край которого снабжен радиально расположенными выемками, образующими с частью внутренней поверхности внешнего экструдера каналы для прохождения печатающего материала в заливочное сопло (Пат. №181116 РФ МПК B41J 2/00 от 12.02.2018).
Недостатками данного устройства является невозможность печати высокотемпературными техническими полимерами, использование одного филамента при печати одной модели на рабочем столе, а также недостаточная надежность, обусловленная быстрым износом сопла экструдера, выполненного из материалов с недостаточной износо- и теплостойкостью.
Известно устройство печатающей головки струйного 3D принтера, содержащей выполненную в едином корпусе подвижную платформу с размещенными на ней двумя соплами с нагревателями и механизм переключения сопел, положение которой определяется датчиком положения подвижной платформы и ограничивается позиционным ограничителем, при этом печатающая головка 3D принтера снабжена клапаном для сопел, выполненном с возможностью прогиба, обеспечивающим запирание одного из сопел и открывание другого при переключении сопел, при этом сопла выполнены с возможностью перемещения относительно клапана, который выполнен неподвижным (Пат. №161249 РФ МПК B41J 2/00 от 04.09.2015).
Недостатками данного устройства являются недостаточная надежность, обусловленная малой надежностью механизма клапана запирания сопел и быстрым износом сопел, выполненных из материалов с недостаточной износо- и теплостойкостью, а также невозможность печати высокотемпературными полимерами.
Известно устройство - печатающий модуль HTmax module для 3D принтера 3DGENCE INDUSTRY F340 производства компании 3DGence Sp.z о.о., st. Mickiewicza 29 40-085 Katowice, Poland. (Инструкция по эксплуатации 3DGence INDUSTRY F340 [электронный ресурс] // IndustryF340_manual_en_21.01 (стр. 54-55) Режим доступа: https://3dgence.com/support/instrukcje.html (дата обращения: 22.01.2019)). Печатающий модуль HTmax module используется в работе 3D принтера для печати высокотемпературными полимерами (филаментами) типа PEEK и включает в себя направляющую втулку, сервомеханизм и его привод, позиционный штифт, разъем D-SUB, вентилятор охлаждения, резьбовое печатающее отверстие, два печатающих сопла с форсунками.
Недостатками данного устройства являются недостаточная надежность, обусловленная невысокой надежностью и малой эффективностью системы охлаждения устройства и быстрым износом сопел, выполненных из материалов с недостаточной износо- и теплостойкостью, а также ограниченное количество видов и типов высокотемпературных полимеров для 3D-печати.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному устройству и принятому за прототип является печатающая головка 3D принтера (Пат. №171905 РФ МПК B41J 2/00 от 17.03.2017), включающая 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, при этом самозапирающийся механизм выполнен в виде пластины с профилированным вырезом, выполненный с возможностью самозапирания эксцентрика, фиксирующегося в одном из рабочих положений в профилированном вырезе пластины, установленной на единой платформе.
Недостатками устройства являются недостаточная надежность устройства, обусловленная быстрым износом сопел, выполненных из материалов с недостаточной износо- и теплостойкостью, малой надежностью механизма вращения эксцентрика и механизма позиционирования сопел с использованием подпружиненных роликов, а так же невозможность печати высокотемпературными полимерам.
Задачей данного технического решения является разработка новой конструкции печатающего блока (печатающей головки) 3D -принтера с расширенными техническими возможностями его применения.
Техническим результатом применения заявляемой полезной модели является повышение надежности технологического процесса 3D-печати высокотемпературными полимерами.
Поставленный технический результат достигается тем, что печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM, включающий два легкосъемных экструдера с нагревательными элементами, клапаны, выполненные с возможностью запирания сопла неактивного экструдера, прижимные ролики, выполненные с возможностью прижимания филамента к подающему механизму для активного в данный момент экструдера, и зубчатую шестеренку, причем прижимные ролики выполнены виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой, а каждый экструдер снабжен жидкостным радиатором, при этом канал подачи филамента, проходящий через радиатор и термобарьер, представляет собой полую цилиндрическую керамическую трубку, а сопла экструдеров выполнены из износостойкого титанового сплава, причем радиатор и подающий механизм заключены в термоизолирующий корпус.
Печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM выполнен в виде единого подвижного блока и используется в составе 3D принтера для печати моделей из филамента путем расплавления филамента в сопле и последующего послойного нанесения расплавленного филамента с последующим застыванием для получения твердого 3D объекта. Наличие в печатающем блоке для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM двух легкосъемных экструдеров с нагревательными элементами, клапанов, выполненных с возможностью запирания сопла неактивного экструдера, прижимных роликов, выполненных с возможностью прижимания филамента к подающему механизму для активного в данный момент экструдера, и зубчатой шестеренки, при том, что прижимные ролики выполнены виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой, а каждый экструдер снабжен жидкостным радиатором, при этом канал подачи филамента, проходящий через радиатор и термобарьер, представляет собой полую цилиндрическую керамическую трубку, а сопла экструдеров выполнены из износостойкого титанового сплава, причем сам радиатор и подающий механизм заключены в термоизолирующий корпус позволяет использовать две нити полимеров (филамента) при печати одного 3D объекта, а также использовать технические полимеры с высокой температурой плавления.
Таким образом, улучшается качество получаемых 3D объектов, расширяются технические возможности применения 3D принтера с указанным печатающим блоком и повышается надежность технологического процесса FDM печати высокотемпературными полимерами.
Наличие прижимных роликов, выполненных в виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой, позволяет повысить усилие, приходящееся на нить филамента, обеспечивая непрерывную подачу нити в экструдер, повышая, таким образом, надежность технологического процесса.
Наличие жидкостного радиатора отводит избыточное тепло, поступающее от нагретых сопел экструдеров, и поддерживает постоянную температуру в канале подачи филамента, что повышает надежность технологического процесса 3D-печати высокотемпературными полимерами.
Наличие полой цилиндрической керамической трубки канала подачи филамента, проходящей через радиатор и термобарьер, улучшает термическую изоляцию, позволяет избегнуть перегрева, расплава филамента, находящегося в это время в канале подачи, и закупорку канала, что значительно повышает надежность технологического процесса 3D-печати высокотемпературными полимерами.
Наличие сопел экструдеров, выполненных из износостойкого титанового сплава, позволяет увеличить эксплуатационный ресурс самих сопел, что повышает надежность технологического процесса 3D-печати высокотемпературными полимерами.
Наличие термоизолирующего корпуса, закрывающего жидкостный радиатор и подающий механизм, предохраняет их от внешнего перегрева, что повышает надежность технологического процесса 3D-печати высокотемпературными полимерами.
На фиг. 1 представлен печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM, на фиг. 2 -печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM без термоизолирующего корпуса, на фиг. 3 - экструдер и радиатор в сборе.
Печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM состоит из двух легкосъемных экструдеров 1 с нагревательными элементами 2, клапанов 3, выполненных с возможностью запирания сопла неактивного экструдера 1, прижимных роликов 4, представляющих собой зубчатые шестерни, закрепленные на концах углового рычага 5 и установленные с возможность зацепления с зубчатой шестеренкой 6, и выполненных с возможностью прижимания нити филамента 7 к подающему механизму для активного в данный момент экструдера 1. Каждый из двух экструдер 1 снабжен жидкостным радиатором 8. Между нагревателем 2 и радиатором 8 установлен термобарьер 9. При этом канал подачи филамента 7, проходящий через радиатор 8 и термобарьер 9, представляет собой полую цилиндрическую керамическую трубку 10. Сопла двух экструдеров 1 выполнены из износостойкого титанового сплава. Для обеспечения непрерывной подачи нити филамента 7 к соплам экструдера 1 установлены соленоиды 11 и тяги 12. Радиатор 9 и подающий механизм заключены в термоизолирующий корпус 13. Печатающий блок установлен на рельсовой направляющей 14 с возможностью перемещения по ней.
Печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM работает следующим образом.
Печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM в виде единого подвижного блока устанавливается на 3D принтере и работает в его составе, перемещаясь по рельсовой направляющей 14. Автоматическая подача нити филамента 7 осуществляется электромеханическим способом с помощью соленоидов 11, воздействующих на тяги 12 и угловой рычаг 5, передающего усилие на прижимные ролики 4. Нити филамента 7 продвигаются по тефлоновым трубкам (на чертежах не показаны) и подаются каждая в свой канал подачи филамента 7, проходя через жидкостный радиатор 8 и термобарьер 9 по полой цилиндрической керамической трубке 10, а далее в сопло соответствующего экструдера 1, предварительно разогретое нагревателем 2, при этом тепло от нагревателя 2 через термобарьер 9 отводится в радиатор 8, а полая цилиндрическая керамическая трубка 10 препятствует расплаву филамента 7 и закупорке канала его подачи. Филамент 7 из сопла экструдера 1, не закрытого клапаном 3, в расплавленном виде послойно наносится на рабочий стол 3D принтера для печати объекта.
Во время печати наличие прижимных роликов 4, выполненных в виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага 5 и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой 6, позволяет повысить усилие, приходящееся на нить филамента 7, обеспечивая его непрерывную подачу в экструдер 1, повышая, таким образом, надежность технологического процесса.
Во время печати наличие жидкостного радиатора 8 позволяет отводить избыточное тепло, поступающее от нагретых сопел двух экструдеров 1, и поддерживать постоянную температуру в канале подачи филамента 7, что повышает надежность технологического процесса печати высокотемпературными техническими полимерами.
Во время печати выполненный в виде полой цилиндрической керамической трубки 10 канал подачи филамента 7, проходящей через радиатор 8 и термобарьер 9, позволяет улучшить термическую изоляцию, тем самым избегнув перегрева и расплава филамента 7, находящегося в это время в канале подачи, и закупорку канала, что повышает надежность технологического процесса печати высокотемпературными техническими полимерами.
Выполнение сопел обоих экструдеров 1 из износостойкого титанового сплава увеличивает эксплуатационный ресурс самих сопел, что повышает надежность технологического процесса печати высокотемпературными техническими полимерами.
Наличие термоизолирующего корпуса 13, закрывающего жидкостный радиатор 8 и подающий механизм, предохраняет их от внешнего перегрева, что повышает надежность технологического процесса печати высокотемпературными техническими полимерами.
Таким образом, выполнение прижимных роликов 4 в виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага 5 и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой 6, при снабжении каждого из двух экструдеров 1 жидкостным радиатором 8 и выполнении канала подачи филамента 7, проходящего через радиатор 8 и термобарьер 9, в виде полой цилиндрической керамической трубки 10, а сопел обоих экструдеров 1 из износостойкого титанового сплава, причем радиатор 8 и подающий механизм заключены в термоизолирующий корпус 13, при использовании в печатающем блоке для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM повышают надежность технологического процесса печати высокотемпературными полимерами, а также позволяют улучшить качество получаемых 3D объектов и расширяют технические возможности применения 3D принтера.

Claims (1)

  1. Печатающий блок для 3D-печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM, включающий два легкосъемных экструдера с нагревательными элементами, клапаны, выполненные с возможностью запирания сопла неактивного экструдера, прижимные ролики, выполненные с возможностью прижимания филамента к подающему механизму для активного в данный момент экструдера, и зубчатую шестеренку, отличающийся тем, что прижимные ролики выполнены в виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой, а каждый экструдер снабжен жидкостным радиатором, при этом канал подачи филамента, проходящий через радиатор и термобарьер, представляет собой полую цилиндрическую керамическую трубку, а сопла экструдеров выполнены из износостойкого титанового сплава, причем радиатор и подающий механизм заключены в термоизолирующий корпус.
RU2019102289U 2019-01-28 2019-01-28 Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm RU189218U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102289U RU189218U1 (ru) 2019-01-28 2019-01-28 Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019102289U RU189218U1 (ru) 2019-01-28 2019-01-28 Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU189218U1 true RU189218U1 (ru) 2019-05-16

Family

ID=66549779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019102289U RU189218U1 (ru) 2019-01-28 2019-01-28 Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU189218U1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208684U1 (ru) * 2021-07-06 2021-12-29 Общество с ограниченной ответственностью "ГлобалТест" Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати
RU210149U1 (ru) * 2021-03-18 2022-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Компания ИМПРИНТА" Печатающая головка для 3D-принтера с двумя экструдерами
RU210235U1 (ru) * 2021-09-18 2022-04-01 Евгений Андреевич ВОЛОХИН Печатающая головка для 3d-печати высокотемпературными полимерами
RU2776864C1 (ru) * 2021-11-17 2022-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "АТМ АКРОНЕКС" Двойной экструдер с механизмом переключения активной печатающей головки 3D-принтера с возможностью электронной регулировки усилия прижима нити

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171905U1 (ru) * 2017-03-07 2017-06-20 Ренат Фархатович Гайнутдинов Печатающая головка струйного 3D принтера
KR20180054503A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 한국생산기술연구원 Fdm 3d 프린팅을 이용한 의료용 이중 기공 스캐폴드의 제조방법
CN108101574A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 广东省材料与加工研究所 一种3d打印制备陶瓷多孔件的方法及陶瓷多孔件
CN108407294A (zh) * 2018-05-11 2018-08-17 南京工业职业技术学院 一种挤出式3d打印机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180054503A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 한국생산기술연구원 Fdm 3d 프린팅을 이용한 의료용 이중 기공 스캐폴드의 제조방법
RU171905U1 (ru) * 2017-03-07 2017-06-20 Ренат Фархатович Гайнутдинов Печатающая головка струйного 3D принтера
CN108101574A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 广东省材料与加工研究所 一种3d打印制备陶瓷多孔件的方法及陶瓷多孔件
CN108407294A (zh) * 2018-05-11 2018-08-17 南京工业职业技术学院 一种挤出式3d打印机

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU210149U1 (ru) * 2021-03-18 2022-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Компания ИМПРИНТА" Печатающая головка для 3D-принтера с двумя экструдерами
RU208684U1 (ru) * 2021-07-06 2021-12-29 Общество с ограниченной ответственностью "ГлобалТест" Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати
RU210235U1 (ru) * 2021-09-18 2022-04-01 Евгений Андреевич ВОЛОХИН Печатающая головка для 3d-печати высокотемпературными полимерами
RU2776864C1 (ru) * 2021-11-17 2022-07-28 Общество с ограниченной ответственностью "АТМ АКРОНЕКС" Двойной экструдер с механизмом переключения активной печатающей головки 3D-принтера с возможностью электронной регулировки усилия прижима нити
RU213762U1 (ru) * 2022-05-30 2022-09-28 Общество с ограниченной ответственностью "Ниагара" Устройство печати 3D-принтера
RU224891U1 (ru) * 2023-11-15 2024-04-08 Общество с ограниченной ответственностью "3Д ЛАЙФ" Печатающая головка 3d-принтера

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU189218U1 (ru) Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm
CN109982849B (zh) 用于3d打印机的能更好地控制的打印头
US9314970B2 (en) Fluid-dispensing head for a 3D printer
US20160325498A1 (en) 3D Printer Based on a Staggered Nozzle Array
RU174069U1 (ru) Печатающая головка 3d принтера
TWI309602B (en) Injection mold device having shearing flow making part
KR102207639B1 (ko) 3차원 물체 프린터에서 압출기 헤드용 필라멘트의 열 처리를 촉진하도록 구성된 필라멘트 히터
CN105459397A (zh) 一种用于熔融沉积成型3d打印机的防滴漏喷头
JP5529747B2 (ja) 射出成形機
US20230398742A1 (en) Cut-off mechanism, print head assembly and three-dimensional printer
EP3656531A1 (en) Extruder device for 3d printing
CN103341974A (zh) 一种3d打印喷头
RU194407U1 (ru) Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати
CA2661587C (en) Injection-moulding machine with torpedo plunger plastification
CN110421851A (zh) 一种新型快速打印喷头
JP2010031965A (ja) 回転直進変換機構およびこれを用いた射出装置ならびに射出成形機
RU189216U1 (ru) Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия
CN212666704U (zh) 一种三维打印机专用逆止式挤出机
KR101741819B1 (ko) 필라멘트 이송 장치
RU224891U1 (ru) Печатающая головка 3d-принтера
CN109940874B (zh) 智能型3d打印机
EP3381643A1 (en) Injection unit and direction switching valve
RU181116U1 (ru) Печатающая головка 3D принтера
CN109645538B (zh) 一种智能化食品3d热电打印机
EP4344857A1 (en) Fpd printer for high-speed 3d printing

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200129