RU190068U1 - Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити - Google Patents

Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити

Info

Publication number
RU190068U1
RU190068U1 RU2019103226U RU2019103226U RU190068U1 RU 190068 U1 RU190068 U1 RU 190068U1 RU 2019103226 U RU2019103226 U RU 2019103226U RU 2019103226 U RU2019103226 U RU 2019103226U RU 190068 U1 RU190068 U1 RU 190068U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wood
extruder
production
model
thread
Prior art date
Application number
RU2019103226U
Other languages
English (en)
Inventor
Илья Константинович Говядин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова"
Priority to RU2019103226U priority Critical patent/RU190068U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU190068U1 publication Critical patent/RU190068U1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B29B7/92Wood chips or wood fibres
    • 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
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/02Small extruding apparatus, e.g. handheld, toy or laboratory extruders
    • 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
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • 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
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05Filamentary, e.g. strands

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к производству расходных материалов для FDM-печати (послойное выращивание изделия из расплавленной пластиковой нити).Полезная модель, в отличие от известных устройств, позволяет упростить технологический процесс производства нити различного диаметра, за счет применения сменных формующих устройств. Производить расходный материал для 3 D-печати из гранулированного пластика или нить на основе древесной муки в лабораторных помещениях, снизить затраты на производство экструдера за счет своей компактности и общедоступности комплектующих, упростить управление. Полезная модель позиционируется, как устройство, предназначенное для применения его в лабораторных помещениях для производства древесно-полимерной нити.Данное изобретение, также относится к формующему устройству для экструдера, через которое можно продавить вязкую полимерную композицию, включающую в себя расплавленный термопластичный полимерный материал.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель.
Предполагаемая полезная модель относится к области производства расходных материалов для 30-печати (по конструкции к одношнековым экструдерам).
Уровень техники.
Данное изобретение относится к производству расходных материалов для F DM-печати (послойное выращивание изделия из расплавленной пластиковой нити). Из недостатков использования FDM-печати, выделяется относительно высокая стоимость расходных материалов. Разница между сырьем и готовой нитью весьма значительна - зачастую стоимость прутка превышает стоимость гранул аналогичного веса в несколько раз. Для решения данной проблемы был разработан портативный шнековый экструдер для производства нити, различного диаметра для 3 D-печати.
Так как при производстве изделий, нити используются различного диаметра, то в полезной модели реализовано сменное формирующее устройство для возможности изменять диаметр производимого прутка.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому варианту является экструдер, описанный в патенте РФ №2447995. Изобретение относится к способу получения из полимеров методом экструзии плоских синтетических нитей с заранее заданными характеристиками. Способ включает в себя формирование, по меньшей мере, двух расплавов с различными свойствами. Синтетическое сырье используют в виде гранул, порошка или агломерата. Полученную пленку охлаждают в ванне с водой. После охлаждения пленки проводят удаление воды с ее поверхности. Резку ее на полосы, а также вытягивание нарезанных полос для образования нитей и намотку полученных таким образом нитей на сердечники производится за счет отдельных устройств.
Экструдер является крупногабаритной установкой применяемой на производстве. Недостатком такого экструдера является: применение длинного корпуса и, соответственно, шнека, громоздкость конструкции, s дороговизна изготовления и техническая трудность в точном удержании длинного шнека внутри корпуса, что влечет за собой скорый износ и удорожание обслуживания. В экструдере нет возможности сменных сопел и формирующего устройства, нагревательные секции лишены теплоизолирующих блоков, повышенное потребление электроэнергии. Устройство не дает производить расходные материалы для 3D-печати без внесения изменений.
Также наиболее близкой полезной моделью является патент RU 156 861 U1. Экструдер относится к области обработки полимерных материалов давлением и может быть использован при переработке полимерных отходов с получением качественных изделий. Данный экструдер также является крупногабаритной установкой и не может быть использован для производства древесно-полимерной нити без внесения изменений.
Технической задачей новой полезной модели является разработка настольного шнекового экструдера для производства расходного материала для 3D-печати из древесной муки, лигнина, где в качестве связующего материала используется различные виды и типы пластиков.
Готовая нить, состоящая из материала, включающего около 60% мелкодисперсной древесины и 40% термопластичного связующего, позволяет печатать изделия на 3D-принтере не чем не отличающие по внешнему виду от обычных изделий, напечатанных с помощью стандартных прутков нити. В качестве наполнителей при создании нити используется, измельченная древесина: мука (продукт сухого измельчения древесины); волокно (продукт ударного измельчения влажной древесины); опилки и стружка (отходы механической обработки древесины); гидролизный лигнин (отходы гидролизной промышленности).
Одной из основных задач является снижение стоимости изготовления оборудования, упрощение конструкции шнекового экструдера и оптимизация под производство нити в малогабаритных помещениях для 3 D-принтера.
Следствием применения в экструдере короткого корпуса и шнека являются небольшие размеры, недорогое изготовление и обслуживание.
Использование короткого корпуса и шнека обеспечивает возможность достижения относительно высоких скоростей вращения шнека, что позволяет достигать высокой производительности. Степень смешивания и переработки, компонентов, скорость продвижения материала через корпус и продолжительность обработки в корпусе, и давление, создаваемое в корпусе, можно регулировать, используя элементы шнека с различным шагом резьбы, скоростью вращения шнека и интенсивностью введения компонентов в устройство для смешивания.
Размерность всей установки не превышает 500 мм (включая устройства для управления оборудованием). На изготовленных образцах скорость экструзии составляла 400 - 2300 мм в минуту в зависимости от диаметра изготовляемого прутка. Отклонения по диаметру нити не превышают 0,09 мм при использовании наматывающего устройства и охлаждающей ванны или 0,18 мм, если пруток производится без дополнительного оборудования.
Раскрытие полезной модели.
Технической задачей полезной модели является создание нового устройства для производства расходных материалов для 3D-печати. Получаемый материал используют в моделирование методом послойного наплавления (FDM) - технология подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели. Как правило, в качестве материалов для печати выступают термопластики, поставляемые в виде катушек нитей или прутков (нить для 3D-принтера - более удобный для такого оборудования вид сырья по сравнению с гранулами).
3D-печать стоит дорого, что связано с высокой стоимостью самих расходных материалов. В качестве снижения себестоимости печати был разработан портативный экструдер, способный производить нить в лабораторных помещениях с приемлемым качеством нити.
При применении оборудования: упрощается технологический процесс изготовления нити; загрузка гранул или компонентов для производства нити осуществляется не поштучно, а групповым способом в одну емкость (если используется несколько компонентов, для лучшей смеси необходимо предварительно смешать их в отдельной емкости), управление оборудованием является очень простым за счет применения шагового двигателя (крепление вала шагового двигателя к шнеку производится через соединительную муфту) и хомутовых нагревательных колец с использованием температурного контроллера с термопарой; применение сменных насадок и сопел позволяет производить быструю очистку от накопившихся остатков, производится нить различного диаметра.
Описание чертежей.
Фиг. 1 - представлена схема портативного шнекового экструдера для производства древесно-полимерной нити.
Осуществление полезной модели.
Изобретение ниже описано со ссылками на чертеж, на котором схематически показан портативный экструдер (в разрезе) согласно полезной модели.
Настольный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити включает: шаговый двигатель, работающий в комплекте с драйвером шагового двигателя и генератором импульсов с выбором направления (1); соединительная муфта (2); 1 секция портативного шнекового экструдера (3); шнек (возможно использование балочного сверла по дереву) (4); загрузочное отверстие с выполненным креплением под различные виды бункеров или воронок (5); проставка из фторопласта (возможно использование дубового бруска) (теплоизолирующий блок) (6); 2 секция портативного шнекового экструдера (7); хомутовые нагревательные кольца (8); ниппель (9); сменная заглушка (10); сменное удлиненное формующее устройство (11); кольца (12); сопло (13).
Полезная модель работает следующим образом.
Изначально подготавливается исходная смесь или берутся гранулы готового материала. Чтобы получить вещество с нужными параметрами, важно смешать основные компоненты в нужном количестве до загрузки в экструдер. С помощью генератора импульсов выбираем направление вращения и скорость вращения шнека. В основном скорость вращения шнека подбирается из оптимального соотношения скорости и качества получаемой нити. Также перед загрузкой компонентов в бункер включаются хомутовые нагревательные кольца (тэны) с помощью температурного контроллера с термопарой (загрузка компонентов осуществляется после нагрева до нужной нам температуры плавления). Все компоненты, помещенные в экструдер, нагревается в зазоре между шнеком и корпусом до температуры вязкопластического состояния и подается в профилирующий канал, образованный формующими элементами. Производится древесно-полимерная нить (однородная масса продавливается с помощью шнека через специальную насадку, она имеет определенный диаметр, который равен толщине будущей нити). Впоследствии нить охлаждается и сушится, после высыхания нить наматывается на катушку и готова к использованию.
Согласно полезной модели предложен портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити, содержащий относительно короткий корпус цилиндрической формы из двух секций, соединенных между собой, внутри которых находится полость, где располагается шнек (возможно применение балочного сверла по дереву). В первой секции экструдера располагается загрузочное отверстие с креплением под воронку или бункер для смешивания компонентов. Шнек приводится в движение шаговым двигателем, который крепится через соединительную муфту. Управление шаговым двигателем осуществляется за счет генератора импульсов, подключаемый через драйвер шагового двигателя. В конце последней секции устанавливается заглушка с формующей трубкой различного диаметра (популярный диаметр нити 1.75 или 3 мм). При производстве собственной нити на основе древесной муки использовались удлинители с диаметром 6 мм. Для разогрева компонентов используются хомутовые нагревательные кольца (тэны). Максимальная температура нагрева зависит от мощности тэна, в среднем рабочая температура при работе с полезной моделью составляла 230°С (в зависимости от смешивающихся компонентов - температура регулируется).
Для получения более качественной нити стоит применять дополнительное оборудование, охлаждающие ванны и натяжители.

Claims (1)

  1. Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити, состоящий из двух секций цилиндрической формы, начиная от входной цилиндрической секции, в которую загружаются компоненты на экструзию и последующей цилиндрической секции, из которой древесно-полимерный композит направляется в формующее устройство и подвергается экструзии, отличающийся тем, что экструдер относится к малогабаритному устройству; секции в экструдере разделены сменным теплоизолирующим блоком; загрузочное отверстие выполнено с креплением для различных видов бункеров или воронок; вращение шнек осуществляется за счет крепления через соединительную муфту к шаговому двигателю; в качестве нагревателей применены хомутовые нагревательные кольца; в конце 2 секции расположен клапан дегазации; внутренняя часть сменной заглушки выполнена в конусообразной форме, что служит сужению канала в направлении формующего устройства; применением удлиненной формующей сменной насадкой с кольцами для отвода тепла и установкой дополнительного сменного сопла.
RU2019103226U 2019-02-05 2019-02-05 Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити RU190068U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103226U RU190068U1 (ru) 2019-02-05 2019-02-05 Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103226U RU190068U1 (ru) 2019-02-05 2019-02-05 Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU190068U1 true RU190068U1 (ru) 2019-06-17

Family

ID=66948099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103226U RU190068U1 (ru) 2019-02-05 2019-02-05 Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU190068U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745944C1 (ru) * 2020-08-31 2021-04-05 Общество с ограниченной ответственностью «АМТ» Экструдер 3д принтера c конвекционным нагревом
RU2762669C1 (ru) * 2021-05-31 2021-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Активированная древесная масса для 3d печати

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU98971U1 (ru) * 2010-06-01 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ имени В.В. Куйбышева)" Устройство для переработки термопластов
RU2422274C1 (ru) * 2009-12-14 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" Экструдер
RU2447995C2 (ru) * 2011-03-09 2012-04-20 Алексей Николаевич Докукин Экструзионный способ получения плоской нити из синтетического сырья
RU116402U1 (ru) * 2011-12-02 2012-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Устройство для переработки термопластов
RU2548980C1 (ru) * 2013-10-31 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" Экструдер шнековый
RU156861U1 (ru) * 2015-06-15 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Экструдер для переработки вторичных полимеров
RU157700U1 (ru) * 2015-06-08 2015-12-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Экструдерный узел устройства для переработки термопластов

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2422274C1 (ru) * 2009-12-14 2011-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" Экструдер
RU98971U1 (ru) * 2010-06-01 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ имени В.В. Куйбышева)" Устройство для переработки термопластов
RU2447995C2 (ru) * 2011-03-09 2012-04-20 Алексей Николаевич Докукин Экструзионный способ получения плоской нити из синтетического сырья
RU116402U1 (ru) * 2011-12-02 2012-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Устройство для переработки термопластов
RU2548980C1 (ru) * 2013-10-31 2015-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" Экструдер шнековый
RU157700U1 (ru) * 2015-06-08 2015-12-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Экструдерный узел устройства для переработки термопластов
RU156861U1 (ru) * 2015-06-15 2015-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Экструдер для переработки вторичных полимеров

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745944C1 (ru) * 2020-08-31 2021-04-05 Общество с ограниченной ответственностью «АМТ» Экструдер 3д принтера c конвекционным нагревом
RU2762669C1 (ru) * 2021-05-31 2021-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) Активированная древесная масса для 3d печати

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3221749B2 (ja) 複合製造物の製造方法
US2810159A (en) Extrusion press
RU190068U1 (ru) Портативный шнековый экструдер для производства древесно-полимерной нити
US2632204A (en) Apparatus for the continuous extrusion of decorative thermoplastic sheets
CN203307486U (zh) 一种编织袋扁丝拉丝机组
KR101679322B1 (ko) 폐플라스틱을 이용한 3d프린터용 필라멘트 제조장치
CN112140533B (zh) 一种连续纤维与颗粒基体材料复合的3d打印装置及方法
CN102729450A (zh) 长纤维增强热塑性树脂复合板材/片材的制备装置及方法
JP2006510505A (ja) 鉱物性および/あるいは植物性の充填剤入りの熱可塑性樹脂などの複合材料を製造するための方法
KR102144991B1 (ko) 합성목재 데크 제조장치
CN206304757U (zh) 一种活性炭滤芯热熔挤出生产线
PH12013000051A1 (en) Design and development of a small scale machine for recycling discarded thermoplastic into fiber for insulation
WO2015190340A1 (ja) 複合材プレス成形システム及びこれに用いる混練押出機
JPS63503217A (ja) プラスチック物品の生産用装置を制御するための手順
CN214726303U (zh) 一种pla吸管挤出机
CN204585854U (zh) 一种彩色3d打印喷料机构
CN104589610A (zh) 塑料挤出机进料装置
CN218521372U (zh) 一种螺杆挤压机及锦纶6产业用长丝牵伸卷绕联合机
JP2023546261A (ja) 長繊維の熱可塑性材料加工のための方法およびシングルスクリュー押し出しシステム
CN111070623B (zh) 一种仿木纹共挤混色木塑复合材料的制备方法
CN203393282U (zh) 一种利用废旧pet生产扁丝的装置
KR102020359B1 (ko) 모듈형 압력 제어 스마트노즐
RU2284914C1 (ru) Двухшнековый экструдер
KR101760776B1 (ko) 예열구조를 갖는 고무압출장치
CN115522266A (zh) 一种螺杆挤压机及锦纶6产业用长丝牵伸卷绕联合机

Legal Events

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

Effective date: 20200206