RU199884U1

RU199884U1 - EXTRUDER FOR ADDITIVE PRINTING WITH METAL POLYMERS

Info

Publication number: RU199884U1
Application number: RU2020113402U
Authority: RU
Inventors: Иван Алексеевич Одобеско; Михаил Сергеевич Чепчуров
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Полезная модель относится к устройствам укладки дегазированных быстросхватывающихся многокомпонентных материалов экструзионным методом и может быть использована как экструдер для трехмерного принтера при послойном выращивании деталей из быстросхватывающихся многокомпонентных материалов.Полезная модель направлена на повышение производительности экструдера за счет технического эффекта, выражающегося в обеспечении термоактивации наносимого слоя.Это достигается тем, что экструдер для аддитивной печати металлополимерами содержит корпус 1, в котором установлен шнек 2. Корпус 1 имеет выходное отверстие 3. На одном конце корпуса 1 закреплена матричная пластина 4, на другом конце корпуса 1 установлена поворотная гильза 5. В предложенном решении на корпусе 1 со стороны выходного отверстия 3 установлены катушка индукционного нагрева 6, и для контроля температуры - термодатчик 8.The utility model relates to devices for laying degassed fast-setting multicomponent materials by the extrusion method and can be used as an extruder for a three-dimensional printer in layer-by-layer growth of parts from fast-setting multicomponent materials. is achieved by the fact that the extruder for additive printing with metal polymers contains a housing 1, in which a screw is installed 2. The housing 1 has an outlet 3. At one end of the housing 1, a matrix plate 4 is fixed, at the other end of the housing 1, a rotary sleeve 5. In the proposed solution, on to the housing 1, an induction heating coil 6 is installed on the side of the outlet 3, and a temperature sensor 8 is installed to control the temperature.

Description

Полезная модель относится к устройствам укладки дегазированных быстросхватывающихся многокомпонентных материалов экструзионным методом и может быть использована как экструдер для трехмерного принтера при послойном выращивании деталей из быстросхватывающихся многокомпонентных материалов.The utility model relates to devices for laying degassed fast-setting multicomponent materials by the extrusion method and can be used as an extruder for a three-dimensional printer for layer-by-layer growing of parts from fast-setting multicomponent materials.

Известен способ аддитивной печати [Чепчуров М.С., Любимый Н.С., Четвериков Б.С., Зубенко И.Н., Одобеско И.А. Реализация способа аддитивной печати реактопластами с использованием двухкомпонентной печатной смеси // Additive Fabrication Technology. 2019. 1(1). С. 36-42], в котором описывается экструдер для 3D печати, содержащий корпус, в котором установлен шнек. Корпус имеет впускную воронку и закрепленную матричную пластину. Зазор между витками шнека и корпусом в зоне уплотнения выбирается из условия нулевого расхода экструдируемого материала через кольцевой зазор.The known method of additive printing [Chepchurov MS, Favorite NS, Chetverikov BS, Zubenko IN, Odobesko IA Implementation of the method of additive printing with thermosetting plastics using a two-component printing mixture // Additive Fabrication Technology. 2019.1 (1). P. 36-42], which describes an extruder for 3D printing, containing a housing in which the screw is installed. The housing has an inlet funnel and a fixed matrix plate. The gap between the screw turns and the body in the seal area is selected from the condition of zero consumption of the extruded material through the annular gap.

Экструдер позволяет производить экструзию многокомпонентными материалами, однако в устройстве не предусмотрена термоактивация материала.The extruder allows extrusion with multicomponent materials, however, the device does not provide for thermal activation of the material.

Также известен экструдер [Пат. РФ на изобретение 2476317 В29С 47/76. / Верл К., Эбботт К., Набави К., Гиббз П.; заявитель и патентообладатель МАРС, Инкорпорейтед (US) - №2010103463/05; заявл. 03.07.2008; опубл. 27.02.2013, бюл. №6], содержащий корпус и шнек, установленный в корпусе для вращения, причем шнек включает витки, а корпус содержит впускную воронку на одном конце для ввода материала, подлежащего экструдированию, около одного конца и матричную пластину с отверстиями для выпуска материала на другом конце. Также корпус содержит канал для впуска воздуха и канал для выпуска воздуха в стенке корпуса, которые отдалены друг от друга вдоль стенки корпуса в его продольном направлении. Выпуск для воздуха соединен с насосом.Also known extruder [Pat. RF for the invention 2476317 В29С 47/76. / Verl K., Abbott K., Nabawi K., Gibbs P .; applicant and patentee MARS, Incorporated (US) - No. 2010103463/05; declared 07/03/2008; publ. 02/27/2013, bul. No. 6], containing a housing and a screw, installed in the housing for rotation, and the screw includes turns, and the housing contains an inlet funnel at one end for introducing the material to be extruded near one end and a matrix plate with holes for material discharge at the other end. The body also contains an air inlet channel and an air outlet channel in the body wall, which are spaced apart from each other along the body wall in its longitudinal direction. The air outlet is connected to the pump.

Известный экструдер не имеет возможности дегазации экструдируемого материала, а также не предусмотрена возможность термоактивации материала.The known extruder does not have the ability to degass the material to be extruded, and also does not provide for the possibility of thermal activation of the material.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту, выбранным в качестве прототипа, является экструдер для укладки дегазированных быстросхватывающихся двухкомпонентных материалов [Пат. РФ на полезную модель 178754 В29С 47/46. / Чепчуров М.С., Любимый Н.С., Евтушенко Е.И., Яковлев Е.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» - №2017144937/12; заявл. 20.12. 2017; опубл. 18.04.2018, бюл. №11]. Экструдер содержит корпус, в котором установлен шнек, включающий витки. Зазор между витками шнека и корпусом обеспечивает необходимую дегазацию материала. Корпус имеет выходное отверстие, а также впускную воронку на одном конце и закрепленную матричную пластину на другом. В качестве впускной воронки используется поворотная гильза.The closest in technical essence and the achieved effect, selected as a prototype, is an extruder for laying degassed fast-setting two-component materials [US Pat. RF for utility model 178754 В29С 47/46. / Chepchurov M.S., Favorite N.S., Evtushenko E.I., Yakovlev E.A .; applicant and patentee Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov "- No. 2017144937/12; declared 20.12. 2017; publ. 18.04.2018, bul. No. 11]. The extruder contains a housing in which a screw is installed, including turns. The gap between the auger turns and the body provides the necessary degassing of the material. The housing has an outlet as well as an inlet funnel at one end and a fixed matrix plate at the other. A swivel sleeve is used as an inlet funnel.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус, в котором установлен шнек, корпус имеет выходное отверстие, на одном конце корпуса закреплена матричная пластина, а на другом конце корпуса установлена поворотная гильза.The following set of prototype features coincides with the essential features of the utility model: the body in which the auger is installed, the body has an outlet, a matrix plate is fixed at one end of the body, and a rotary sleeve is installed at the other end of the body.

Известный экструдер имеет низкую производительность, так как перед нанесением следующего слоя материала необходимо производить временную выдержку для отверждения предыдущего слоя.The known extruder has a low productivity, since before applying the next layer of material, it is necessary to produce a temporary exposure to harden the previous layer.

Полезная модель направлена на повышение производительности экструдера за счет технического эффекта, выражающегося в обеспечении термоактивации наносимого слоя.The utility model is aimed at increasing the productivity of the extruder due to the technical effect, which is expressed in the provision of thermal activation of the applied layer.

Это достигается тем, что экструдер для аддитивной печати металлополимерами содержит корпус, в котором установлен шнек. Корпус имеет выходное отверстие. На одном конце корпуса закреплена матричная пластина, на другом конце корпуса установлена поворотная гильза. В предложенном решении на корпусе со стороны выходного отверстия установлена катушка индукционного нагрева. Для контроля температуры на корпусе со стороны выходного отверстия установлен термодатчик.This is achieved by the fact that the extruder for additive printing with metal polymer contains a housing in which the screw is installed. The housing has an outlet. A matrix plate is fixed at one end of the housing, and a rotary sleeve is installed at the other end of the housing. In the proposed solution, an induction heating coil is installed on the housing from the outlet side. To control the temperature, a temperature sensor is installed on the body from the outlet side.

Полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 представлена схема экструдера для аддитивной печати металлополимерами, на фиг. 2 - общий вид экструдера.The utility model is illustrated by graphic material, where in FIG. 1 shows a diagram of an extruder for additive printing with metal polymers; FIG. 2 is a general view of the extruder.

Экструдер состоит из вертикально расположенного корпуса 1, в котором установлен шнек 2. Корпус 1 имеет выходное отверстие 3. На одном конце корпуса 1 со стороны выходного отверстия 3 закреплена матричная пластина 4. На другом конце корпуса 1 установлена поворотная гильза 5. На корпусе 1 со стороны выходного отверстия 3 установлена, например, с помощью высокотемпературного клея катушка индукционного нагрева 6. Корпус 1 имеет крепежные отверстия 7. Для контроля температуры смеси на корпусе 1 со стороны выходного отверстия 3 установлен, например, при помощи резьбового соединения термодатчик 8.The extruder consists of a vertically located housing 1, in which a screw is installed 2. The housing 1 has an outlet 3. At one end of the housing 1 from the side of the outlet 3, a matrix plate is fixed 4. At the other end of the housing 1 there is a rotary sleeve 5. On the housing 1 with the side of the outlet 3 is installed, for example, using high-temperature glue, the induction heating coil 6. The housing 1 has mounting holes 7. To control the temperature of the mixture on the housing 1 from the side of the outlet 3, a temperature sensor 8 is installed, for example, by means of a threaded connection.

Экструдер для аддитивной печати металлополимерами работает следующим образом.The extruder for additive printing with metal polymers works as follows.

Корпус 1 закрепляется на механизме перемещения трехмерного принтера (на фиг. не показан) при помощи крепежных отверстий 7. С помощью поворотной гильзы 5 в корпус 1 подаются компоненты смеси, например, Weicon Weidling - С или Cybe mortar. Далее компоненты подвергаются смешиванию за счет вращения витков шнека 2, и, проходя через матричную пластину 4, экструдируются из выходного отверстия 3. Под действием инфракрасного излучения, генерируемого катушкой индукционного нагрева 6, происходит термоактивация экструдируемого из выходного отверстия 3 материала, что обеспечивает его ускоренное отверждение. С целью обеспечения необходимой температуры смеси на корпусе 1 со стороны выходного отверстия 3 устанавливается термодатчик 8.The body 1 is fixed to the mechanism for moving the three-dimensional printer (not shown in the figure) using the mounting holes 7. With the help of the rotary sleeve 5, the components of the mixture, for example, Weicon Weidling - C or Cybe mortar, are fed into the body 1. Further, the components are mixed due to the rotation of the turns of the screw 2, and, passing through the matrix plate 4, are extruded from the outlet 3. Under the influence of infrared radiation generated by the induction heating coil 6, thermal activation of the material extruded from the outlet 3 takes place, which ensures its accelerated curing ... In order to ensure the required temperature of the mixture, a temperature sensor 8 is installed on the housing 1 from the side of the outlet 3.

Предложенное конструктивное решение обеспечивает термоактивацию наносимого слоя материала, приводящую к ускоренному отверждению, что повышает производительность экструдера.The proposed constructive solution provides thermal activation of the applied layer of material, leading to accelerated curing, which increases the productivity of the extruder.

Claims

An extruder for additive printing with metal polymers, containing a housing in which a screw is installed, the housing has an outlet, a matrix plate is fixed at one end of the housing, and a rotary sleeve is installed at the other end of the housing, characterized in that an induction heating coil is installed on the housing from the outlet side and a thermal sensor.