RU208684U1 - Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати - Google Patents
Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати Download PDFInfo
- Publication number
- RU208684U1 RU208684U1 RU2021119841U RU2021119841U RU208684U1 RU 208684 U1 RU208684 U1 RU 208684U1 RU 2021119841 U RU2021119841 U RU 2021119841U RU 2021119841 U RU2021119841 U RU 2021119841U RU 208684 U1 RU208684 U1 RU 208684U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal
- radiator
- channel
- nozzle
- printing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/205—Means for applying layers
- B29C64/209—Heads; Nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области аддитивных технологий, в частности к экструдерам для 3D-принтеров, работающих по методу FDM (моделирование методом послойного наплавления). Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати содержит радиатор, термоблок, на торце которого установлено сопло, в радиаторе и термоблоке выполнен сквозной канал для подачи полимера, термобарьер, одна часть которого установлена в канале термоблока, а другая часть - в канале радиатора. Часть термобарьера, расположенная в радиаторе, выполнена из материала теплопроводностью более 350 Вт/(м·К), а часть, расположенная в термоблоке, выполнена из материала теплопроводностью менее 25 Вт/(м·К). При этом длина участка канала L на выходе из сопла выбрана из соотношения: 5D<L<10D, где D - диаметр сопла. Техническим результатом полезной модели является повышение производительности печати за счет резкого градиента температур между горячей и холодной частью термобарьера и снижение паразитного экструдирования в процессе печати. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области аддитивных технологий, в частности к экструдерам для 3D-принтеров, работающих по методу FDM (Fused Deposition Modeling, моделирование методом послойного наплавления), которые применяются при FDM-печати. Суть процесса заключается в выдавливании («экструзии») и нанесении расплавленного полимера на основание с формированием последовательных слоев, застывающих сразу после экструдирования. В стандартном процессе печати используются различные нити, которые разматываются с катушки и подаются в экструдер - устройство, с нагревательным элементом для плавки материала и соплом, через которое осуществляется непосредственно экструзия. Нагревательный элемент служит для нагревания полимерной составляющей, которая в свою очередь подается на рабочую поверхность и производится формирование модели, изделия. Как правило, верхняя часть перед соплом наоборот охлаждается с помощью вентилятора, радиатора или циркулирующей жидкости (теплоносителя) для создания резкого градиента температур, необходимого для обеспечения контролируемой подачи материала. Для легкости понимания процесс можно представить в виде гидравлического пресса. В роли поршня выступает подающийся материал. Поступая в горячую зону, материал переходит в жидкую фазу и экструдируется через сопло. Сам экструдер перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях, сопло является частью экструдера. Также в процессе печати часто возникает необходимость переноса сопла в другую часть изготавливаемой модели без экструдирования. При этом для исключения случайного выдавливания пластика (паразитное экспедирование) применяются разные подходы: ретракты (откат пластика в обратную сторону), запирание активного сопла заслонкой, вытирание сопла о модель. В качестве расходных материалов применяются всевозможные пластики и композиты на их основе, включая ABS, PLA, поликарбонаты, полиамиды, полистирол и многие другие. Как правило, различные материалы предоставляют выбор баланса между определенными прочностными и температурными характеристиками.
FDM-печать является одним из наименее дорогих методов печати, что обеспечивает растущую популярность домашних принтеров, основанных на этой технологии.
Известна полезная модель RU№189218 от 28.01.2019 г., «Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии», опубликована 16.05.2019 г.
Печатающий блок содержит два легкосъемных экструдера с нагревательными элементами, клапаны, выполненные с возможностью запирания сопла неактивного экструдера, прижимные ролики, выполненные в виде зубчатых шестерен, закрепленных на концах углового рычага и установленных с возможностью зацепления с зубчатой шестеренкой с возможностью прижимания филамента к подающему механизму для активного в данный момент экструдера, каждый из которых 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.
Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа. Недостатками устройства являются низкая механическая прочность и одинаково низкая теплопроводность термобарьера по всей его длине. Если тепло от термоблока будет распространяться по внутренней части термобарьера (например, при длительной печати с крайне малым расходом пластика), керамическая основа будет удерживать внутри высокую температуру, тем самым подплавляя подающийся материал и делая процесс экструзии неуправляемым.
Решаемой технической проблемой является создание экструдера для изготовления продукции методом FDM-печати с повышенной производительностью и стабильностью печати на больших промежутках времени (непрерывная печать более 100 часов). Достигаемым техническим результатом является резкий градиент температур между горячей и холодной частью термобарьера и снижение паразитного экструдирования в процессе печати.
Для достижения технического результата в экструдере для изготовления продукции методом FDM-печати, содержащем радиатор, термоблок, на торце которого установлено сопло, в радиаторе и термоблоке выполнен сквозной канал для подачи полимера, термобарьер, одна часть которого установлена в канале термоблока, а другая часть - в канале радиатора, новым является то, что часть термобарьера, расположенная в радиаторе, выполнена из материала теплопроводностью более 350 Вт/(м·К), а часть, расположенная в термоблоке, выполнена из материала теплопроводностью менее 25 Вт/(м·К), при этом длина участка канала L на выходе из сопла выбрана из соотношения: 5D<L<10D, где D - диаметр сопла.
На фигуре представлена конструкция заявляемого устройства. Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати содержит радиатор 1, термоблок 3, на торце которого установлено сопло 4, при этом в радиаторе 1 и термоблоке 3 выполнен сквозной канал для подачи полимера, термобарьер, одна часть которого установлена в канале термоблока 3, а другая часть в канале радиатора 1. Часть термобарьера, расположенная в радиаторе 1, выполнена из материала теплопроводностью более 350 Вт/(м·К), а часть, расположенная в термоблоке 3, выполнена из материала теплопроводностью менее 25 Вт/(м·К), при этом длина участка канала L на выходе из сопла 4 выбрана из соотношения: 5D<L<10D, где D - диаметр сопла.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
При печати термоблок 3 нагревает сопло 4 и термобарьер 2. Нижняя часть термобарьера, выполненная из материала с низкой теплопроводностью и тонкой стенкой, является препятствием для переноса тепла вверх по каналу, подающему полимер. То тепло, которое все же переносится вверх по термобарьеру, поглощается верхней частью термобарьера 2, выполненной из материала с высокой теплопроводностью и распределяется по радиатору 1. При такой конструкции, даже в процессе длинных ретрактов, когда полимер из зоны расплава выводится в зону радиатора, материал, быстро охлаждаясь и полимеризуясь, уменьшается в диаметре и не заклинивает в подающем канале.
Был изготовлен макет заявляемого устройства, в котором для термобарьера были использованы материалы с разной теплопроводностью. Одна часть изготовлена из титана, а другая часть из меди, теплопроводность которых составляет 20 Вт/(м·К) и 397 Вт/(м·К) соответственно. Получаемый резкий градиент температуры позволяет делать процесс экструзии управляемым и повысить производительность печати. Диаметр сопла равен 0,5 мм, а длина канала составляет 4 мм, что существенно снижает паразитное экструдирование за счет эффекта ливера.
Claims (1)
- Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати, содержащий радиатор, термоблок, на торце которого установлено сопло, в радиаторе и термоблоке выполнен сквозной канал для подачи полимера, термобарьер, одна часть которого установлена в канале термоблока, а другая часть - в канале радиатора, отличающийся тем, что часть термобарьера, расположенная в радиаторе, выполнена из материала теплопроводностью более 350 Вт/(м·К), а часть, расположенная в термоблоке, выполнена из материала теплопроводностью менее 25 Вт/(м·К), при этом длина участка канала L на выходе из сопла выбрана из соотношения: 5D<L<10D, где D - диаметр сопла.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119841U RU208684U1 (ru) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119841U RU208684U1 (ru) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU208684U1 true RU208684U1 (ru) | 2021-12-29 |
Family
ID=80039552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021119841U RU208684U1 (ru) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU208684U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213706U1 (ru) * | 2022-01-25 | 2022-09-23 | Андрей Сергеевич Долгин | Экструдер для печати керамическими пастами на 3D-принтере по технологии наплавления |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169634U1 (ru) * | 2016-09-30 | 2017-03-27 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Экструдер для аддитивного производства изделий из композитных материалов |
RU178502U1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Устройство плавной регулировки сопла экструдера 3d-принтера, работающего по fdm-технологии |
FR3071762A1 (fr) * | 2017-10-02 | 2019-04-05 | Monsieur Sebastien Le Garreres - Cilv 3D | Tete d'imprimante 3d |
RU189216U1 (ru) * | 2019-04-08 | 2019-05-16 | Антон Дмитриевич Куракин | Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия |
RU189218U1 (ru) * | 2019-01-28 | 2019-05-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Волтехно" | Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm |
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 |
-
2021
- 2021-07-06 RU RU2021119841U patent/RU208684U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169634U1 (ru) * | 2016-09-30 | 2017-03-27 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" | Экструдер для аддитивного производства изделий из композитных материалов |
FR3071762A1 (fr) * | 2017-10-02 | 2019-04-05 | Monsieur Sebastien Le Garreres - Cilv 3D | Tete d'imprimante 3d |
RU178502U1 (ru) * | 2017-10-16 | 2018-04-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Устройство плавной регулировки сопла экструдера 3d-принтера, работающего по fdm-технологии |
RU189218U1 (ru) * | 2019-01-28 | 2019-05-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Волтехно" | Печатающий блок для 3d-печати высокотемпературными полимерами по технологии fdm |
RU189216U1 (ru) * | 2019-04-08 | 2019-05-16 | Антон Дмитриевич Куракин | Экструдер для изготовления многоцветного трехмерного печатного изделия |
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 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU213706U1 (ru) * | 2022-01-25 | 2022-09-23 | Андрей Сергеевич Долгин | Экструдер для печати керамическими пастами на 3D-принтере по технологии наплавления |
RU224891U1 (ru) * | 2023-11-15 | 2024-04-08 | Общество с ограниченной ответственностью "3Д ЛАЙФ" | Печатающая головка 3d-принтера |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9550327B2 (en) | Liquefier assembly for use in extrusion-based additive manufacturing systems | |
US10684603B2 (en) | Dynamically controlled screw-driven extrusion | |
KR101413485B1 (ko) | 압출가공 기반 디지털 제조 시스템용 리본 액화기 | |
US20160271880A1 (en) | Fused filament fabrication using liquid cooling | |
CN206870391U (zh) | 3d打印机喷头及3d打印机 | |
RU208684U1 (ru) | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати | |
US6495804B2 (en) | Method of and system for heating and cooling an extruder cylinder | |
Nassar et al. | Design of 3D filament extruder for Fused Deposition Modeling (FDM) additive manufacturing | |
RU203882U1 (ru) | Экструдер | |
CN104943130A (zh) | 一种挤塑机加热组件 | |
CN211891910U (zh) | 双螺杆挤塑机中的温度控制装置 | |
CN201538027U (zh) | 一种大型高分子制品挤出成型装置 | |
CN102039657B (zh) | 一种大型高分子制品挤出成型装置及工艺 | |
CN205058560U (zh) | 双螺杆挤出机 | |
CN105235184A (zh) | 塑料挤出生产线 | |
CN203527699U (zh) | 3d打印机的供料喉管及供料结构 | |
US3308506A (en) | Process and apparatus for the continuous production of profiles from thermoplastics | |
CN109228220B (zh) | 一种高黏度材料的熔融挤出-流/压延成型方法及装置 | |
CN206579133U (zh) | 一种3d打印用塑料的熔融挤出装置 | |
KR101872930B1 (ko) | 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기 | |
RU224891U1 (ru) | Печатающая головка 3d-принтера | |
CN205086337U (zh) | 塑料挤出生产线 | |
RU2740693C1 (ru) | Экструдер для изготовления продукции методом FDM-печати | |
CN206718469U (zh) | 一种fdm类3d打印机双头部结构 | |
CN205167509U (zh) | 一种挤塑机加热组件 |