RU2745944C1 - 3d printer extruder with convection heating - Google Patents

3d printer extruder with convection heating Download PDF

Info

Publication number
RU2745944C1
RU2745944C1 RU2020128814A RU2020128814A RU2745944C1 RU 2745944 C1 RU2745944 C1 RU 2745944C1 RU 2020128814 A RU2020128814 A RU 2020128814A RU 2020128814 A RU2020128814 A RU 2020128814A RU 2745944 C1 RU2745944 C1 RU 2745944C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plastic
chamber
heating
plastic melt
convection heating
Prior art date
Application number
RU2020128814A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Маслов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «АМТ»
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 «АМТ» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «АМТ»
Priority to RU2020128814A priority Critical patent/RU2745944C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2745944C1 publication Critical patent/RU2745944C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
    • B29C48/84Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders by heating or cooling the feeding screws
    • B29C48/845Heating
    • 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
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; 3D printers.SUBSTANCE: invention relates to the mechanical engineering field, namely to 3D printers, in particular to polymer extruders designed for installation on 3D printers of volumetric printing of various layout schemes for the purpose of manufacturing structures, including for modeling in various branches of mechanical engineering, printing layouts, forms and other products of simple and complex geometric shapes using additive technology. The extruder includes a case with a mounting device, a transport system for feeding granular plastic, which serves to feed the granular plastic into the plastic melt chamber, from which the plastic melt is extruded by a screw from the nozzle. The plastic melt chamber is located inside the convection heating chamber and is heated by convection by hot air heated by a heater and fan and fed to the convection heating chamber.EFFECT: increased power and speed of heating plastic to the molten state, the performance of the 3D printer, provision of uniform heating of the melt chamber, printing large-sized products with various granular plastics.3 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к машиностроительной области, а именно к 3D принтерам, в частности к экструдерам полимеров, предназначенных для установки на 3D принтеры объемной печати различной схемы компоновки с целью изготовления конструкций, в том числе для моделирования в различных отраслях машиностроения, печати макетов, форм и прочих изделий простой и сложной геометрической формы по аддитивной технологии.The invention relates to the mechanical engineering field, namely to 3D printers, in particular to polymer extruders intended for installation on 3D printers of volumetric printing of various layout schemes for the purpose of manufacturing structures, including for modeling in various industries of mechanical engineering, printing models, forms and others products of simple and complex geometric shapes using additive technology.

Уровень техникиState of the art

Основой всех известных способов 3D печати являются следующие шаги: формирование поперечных сечений изготавливаемого объекта, послойное наложение этих сечений и комбинирование слоев, с созданием заданной геометрии изделия, соответствующей компьютерной 3D модели.The basis of all known methods of 3D printing are the following steps: the formation of cross-sections of the manufactured object, the layer-by-layer imposition of these sections and the combination of layers, with the creation of a given geometry of the product, corresponding to a computer 3D model.

В зависимости от выбранной технологии трехмерной печати изделий могут использоваться различные материалы: металлические и керамические порошки, жидкие смолы, воск, пластик, различные листовые материалы, композитные материалы (из соединений целлюлозы, специальных волокон и других добавок, смесь литейного песка и добавок), строительные смеси на основе цемента, гипса, шамотной глины. Так для технологии FFF (FDM) характерна печать различными видами пластиков.Depending on the selected technology of three-dimensional printing of products, various materials can be used: metal and ceramic powders, liquid resins, wax, plastic, various sheet materials, composite materials (from cellulose compounds, special fibers and other additives, a mixture of foundry sand and additives), construction mixtures based on cement, gypsum, chamotte clay. For example, the FFF (FDM) technology is characterized by printing with various types of plastics.

3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, в основе которых лежит принцип послойного создания (выращивания) твердого объекта, в результате которой объект формируется путем послойной укладки строительного материала на высоту сформированного слоя. Технология FFF (FDM) – послойная укладка расплавленного пластика.3D printing can be carried out in different ways and using different materials, which are based on the principle of layer-by-layer creation (growth) of a solid object, as a result of which the object is formed by layer-by-layer laying of building material to the height of the formed layer. FFF technology (FDM) - layering of molten plastic.

Во всех известных случаях печати полимерными материалами, требующих нагрева и расплава, независимо от конструкции принтера (портальная, с угловыми координатами на базе роботов — манипуляторов), печатающие головки принтеров, как правило, оснащены твердотельными нагревателями патронного типа, либо со спиральными нагревательными элементами в различных вариантах.In all known cases of printing with polymer materials that require heating and melting, regardless of the printer design (gantry, with angular coordinates based on robotic manipulators), the printheads of printers are usually equipped with cartridge-type solid-state heaters, or with spiral heating elements in various options.

Из уровня техники известен способ формирования среды заданной температуры в рабочей камере 3D-принтера с помощью резистивных нагревательных элементов, мощность с которых снимается воздушным потоком, поступающим в рабочую камеру 3D-принтера. (см. [1] US6722872, МПК B29C 41/36; B29C 67/00, опубл. 20.04.2004). From the prior art, a method is known for forming a medium of a given temperature in a working chamber of a 3D printer using resistive heating elements, the power from which is removed by an air flow entering the working chamber of a 3D printer. (see [1] US6722872, IPC B29C 41/36; B29C 67/00, publ. 20.04.2004).

Недостатками такого способа являются изнашиваемость резистивных элементов, например, металлической проволоки, с которой осуществляется съём мощности; при отказе системы подачи воздуха или ошибках регулирования резистивные элементы могут перегреваться и разрушаться.The disadvantages of this method are the wear and tear of resistive elements, for example, a metal wire, from which power is taken off; Resistive elements can overheat and deteriorate in the event of air supply failure or control errors.

Из уровня техники известен способ формирования среды заданной температуры в рабочей камере 3D-принтера с помощью нагревательных элементов с положительным температурным коэффициентом сопротивления (PTC; позисторы; полупроводниковые кристаллы), мощность с которых снимается воздушным потоком, поступающим в рабочую камеру 3D-принтера (см. [2] CN106738926, МПК B29C 64/20; B29C 64/295, опубл. 31.05.2017)From the prior art, there is a method of forming a medium of a given temperature in the working chamber of a 3D printer using heating elements with a positive temperature coefficient of resistance (PTC; posistors; semiconductor crystals), the power from which is removed by the air flow entering the working chamber of the 3D printer (see. [2] CN106738926, IPC B29C 64/20; B29C 64/295, publ. 05/31/2017)

Из уровня техники известен способ формирования среды заданной температуры в рабочей камере 3D-принтера с помощью плоских нагревательных элементов с внешним алюминиевым радиатором, мощность с которого снимается воздушным потоком, поступающим в рабочую камеру 3D-принтера (см. [3] US10265941, МПК B29C 67/00; B33Y 10/00, опубл. 23.04.2019).From the prior art, there is a method of forming an environment of a given temperature in the working chamber of a 3D printer using flat heating elements with an external aluminum radiator, the power from which is removed by the air flow entering the working chamber of a 3D printer (see [3] US10265941, IPC B29C 67 / 00; B33Y 10/00, publ. 23.04.2019).

Недостатками указанных аналога являются:The disadvantages of these analogs are:

- неравномерность прогрева в следствии локального расположения нагревателя относительно зоны расплава;- uneven heating due to the local location of the heater relative to the melt zone;

- низкая мощность применяемых нагревателей, что делает невозможным печатать конструкции большого объёма;- low power of the used heaters, which makes it impossible to print large-volume designs;

- высокая инерционность нагрева.- high inertia of heating.

Альтернативный способ конвекционного нагрева не используется в существующих FFF 3д принтерах, в связи с высокой мощностью нагревателей, требующих больших энергозатрат на охлаждение модели при печати небольших изделий. Однако при печати больших по линейным размерам и объёмам изделий конвекционный нагрев экструдера 3Д принтера оправдан. Кроме того, посредством конвекционного нагрева горячим воздухом возможна печать сыпучими гранулированными пластиками. Из уровня развития техники известны применяемые способы конвекционного нагрева пластиков в сварочных экструдерах.An alternative method of convection heating is not used in existing FFF 3D printers, due to the high power of the heaters, which require large energy consumption to cool the model when printing small products. However, when printing large linear sizes and volumes of products, convection heating of the 3D printer's extruder is justified. In addition, by means of convection heating with hot air, printing with free-flowing granular plastics is possible. From the state of the art there are known applied methods for convection heating of plastics in welding extruders.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению по совокупности признаков, принятым за прототип, является способ и устройство ручного экструдера для сварки пластиков (см. [4] патент РФ на полезную модель №189590, МПК В29С 48/15, опубл. 28.05.2019). В заявке представлено описание ручного экструдера для сварки пластиков. В данном решении предложено нагревать пластик с помощью потока горячего воздуха.The closest analogue to the claimed invention in terms of a set of features taken as a prototype is a method and device for a manual extruder for welding plastics (see [4] RF patent for a useful model No. 189590, IPC В29С 48/15, publ. 28.05.2019). The application provides a description of a hand held extruder for welding plastics. In this solution, it is proposed to heat the plastic using a stream of hot air.

В конструкции ручного экструдера для сварки пластиков не предусмотрено:The design of a hand-held plastic welding extruder does not include:

- использование принципа конвекционного нагрева горячим воздухом ручного экструдера для сварки пластиков в устройстве для формирования изделий по аддитивной технологии методом послойного выращивания в т.ч. в 3Д принтерах;- use of the principle of convection heating by hot air of a hand-held extruder for welding plastics in a device for forming products using additive technology by the method of layer-by-layer growth, incl. in 3D printers;

- использование в качестве привода подающего шнека шаговых двигателей, сервоприводов или аналогичных регулируемых приводов, что позволяет управлять скоростью экструдирования расплавленного пластика в системах с ЧПУ, в т.ч. в 3д принтерах (FFF);- the use of stepper motors, servo drives or similar variable drives as a drive for the feeding screw, which makes it possible to control the speed of extrusion of molten plastic in CNC systems, incl. in 3D printers (FFF);

- автоматического контроля и управления температурой нагрева;- automatic control and management of heating temperature;

- изменение температуры нагрева посредством систем с ЧПУ.- changing the heating temperature by means of CNC systems.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является устранение недостатков аналогов и расширение функциональных возможностей.The technical problem facing the invention is to eliminate the disadvantages of analogs and expand the functionality.

Техническим результатом заявленного изобретения является значительное увеличение производительности 3д принтеров (FFF), возможность печати крупногабаритных изделий (в настоящее время FFF принтеры имеют строительный объём не более 1,5 куб.м.), значительное удешевление стоимости печати, возможность печати различными гранулированными пластиками.The technical result of the claimed invention is a significant increase in the productivity of 3D printers (FFF), the ability to print large-sized products (currently FFF printers have a construction volume of no more than 1.5 cubic meters), a significant reduction in the cost of printing, the ability to print with various granular plastics.

Согласно изобретению, техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что экструдер 3Д принтера с конвекционным нагревом состоит из корпуса с устройством крепления, позволяющим закрепить экструдер на исполнительных механизмах принтера, транспортной системы для подачи гранулированного пластика, которая служит для подачи гранулированного пластика в камеру расплава пластика, из которой расплав пластика экструдируется шнеком из сопла, при этом камера расплава пластика расположена внутри конвекционной камеры нагрева и нагревается конвекционным способом горячим воздухом, нагреваемым нагревателем и вентилятором и подаваемый в конвекционную камеру нагрева, позволяющим увеличить мощность и скорость нагрева пластика до расплавленного состояния и, соответственно увеличить производительность 3Д принтера, сделать прогрев камеры расплава пластика равномерным.According to the invention, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the extruder of a 3D printer with convection heating consists of a housing with a fastening device that allows the extruder to be fixed on the printer actuators, a transport system for feeding granular plastic, which serves for feeding granular plastic into the plastic melt chamber, from which the plastic melt is extruded by a screw from the nozzle, while the plastic melt chamber is located inside the convection heating chamber and is heated by convection by hot air heated by a heater and fan and supplied to the convection heating chamber, which allows increasing the power and speed of heating the plastic to molten state and, accordingly, increase the productivity of the 3D printer, make the heating of the plastic melt chamber uniform.

Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что привод шнека, который экструдирует из сопла расплав пластика, формируя слой печатаемого изделия, во вращение осуществляется приводом ЧПУ (шаговый двигатель, сервопривод или аналогичный регулируемый привод), позволяющим дозировать расплав пластика при экструзии.Also, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the screw drive, which extrudes the plastic melt from the nozzle, forming a layer of the printed product, is rotated by a CNC drive (stepper motor, servo drive or similar variable drive), which makes it possible to dose the plastic melt when extrusion.

Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что температура нагрева в конвекционной камере нагрева контролируется посредством датчика температуры, интегрированного в камеру расплава пластика, что позволяет посредством системы управления с ЧПУ поддерживать, либо изменять температуру нагреваемого воздуха нагревателя воздуха.Also, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the heating temperature in the convection heating chamber is controlled by a temperature sensor integrated into the plastic melt chamber, which allows using a CNC control system to maintain or change the temperature of the heated air of the air heater.

Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что экструдеры подобной конструкции могут быть применены на всех типах FFF (FDM) 3Д принтерах, независимо от компоновки (портальная, дельта, с угловыми координатами и принтеров на базе роботов — манипуляторов).Also, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that extruders of a similar design can be used on all types of FFF (FDM) 3D printers, regardless of the layout (portal, delta, with angular coordinates and printers based on robotic manipulators).

Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что нагревание камеры расплавление пластика осуществляется за счёт конвекционного нагрева её горячим воздухом.Also, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the heating of the chamber and the melting of the plastic is carried out by convection heating it with hot air.

Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в качестве привода подающего шнека шаговых двигателей, сервоприводов или аналогичных регулируемых приводов, что позволяет управлять скоростью экструдирования расплавленного пластика в системах с ЧПУ, в т.ч. в 3д принтерах (FFF).Also, the technical problem is being solved, and the technical result is achieved due to the fact that stepper motors, servo drives or similar variable drives are used as a drive for the feeding screw, which makes it possible to control the speed of extrusion of molten plastic in CNC systems, incl. in 3D printers (FFF).

Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что регулирование температуры нагрева контролируется с помощью датчика температуры и осуществляется автоматически.Also, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the regulation of the heating temperature is controlled by a temperature sensor and is carried out automatically.

Также техническая задача решается, а технический результат достигается за счет того, что изменение температуры нагрева осуществляется посредством систем с ЧПУ (контролерами различных типов).Also, the technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the heating temperature is changed by means of CNC systems (controllers of various types).

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1 – вид сбоку (в разрезе) экструдера 3Д принтера с конвекционным нагревом.FIG. 1 is a side view (in section) of a convection heated 3D printer extruder.

На фигурах обозначены следующие позиции:The following positions are indicated in the figures:

1 — корпус;1 - case;

2 — устройство крепления;2 - fastening device;

3 — транспортная система для подачи гранулированного пластика;3 - transport system for feeding granular plastic;

4 — конвекционная камера нагрева;4 - convection heating chamber;

5 — камера расплава пластика;5 - plastic melt chamber;

6 — шнек;6 - auger;

7 — привода ЧПУ (шаговый двигатель, сервопривод или аналогичный регулируемый привод);7 - CNC drives (stepper motor, servo drive or similar variable drive);

8 — датчик температуры;8 - temperature sensor;

9 — нагревателя воздуха;9 - air heater;

10 — вентилятор;10 - fan;

11 — сопло с выходным отверстием для экструдирования расплавленного пластика.11 - nozzle with an outlet for extruding molten plastic.

12 — гранулированный пластик;12 - granular plastic;

13 — расплав пластика;13 - plastic melt;

14 — печатаемое изделие.14 - printed product.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Экструдер 3Д принтера с конвекционным нагревом предназначен для разогрева пластика до температуры плавления с высокой производительностью, дозирования его за счёт управления скоростью вращения привода (шагового двигателя, сервопривода или аналогичного регулируемого привода) шнека посредством систем с ЧПУ (контролерами различных типов) и экструдирования расплавленного пластика через сопло, поддержания, регулирования и изменения температуры нагрева посредством систем с ЧПУ (контролерами различных типов).The extruder of a 3D printer with convection heating is designed to heat plastic to the melting temperature with high performance, dosing it by controlling the rotation speed of the drive (stepper motor, servo drive or similar variable drive) of the screw by means of CNC systems (controllers of various types) and extruding molten plastic through nozzle, maintaining, regulating and changing the heating temperature by means of CNC systems (controllers of various types).

Экструдер 3Д принтера с конвекционным нагревом состоит из корпуса (1) с устройством крепления (2), транспортной системы для подачи гранулированного пластика (3), которая служит для подачи гранулированного пластика (12) в камеру расплава пластика (5), расположенную внутри конвекционной камеры нагрева (4) горячим воздухом. Нагретый нагревателем (9) воздух вентилятором (10) подается в конвекционную камеру нагрева (4) и разогревает расположенную внутри конвекционной камеры нагрева (4) камеру расплава пластика (5). Внутри камеры расплава пластика (5) расположен подающий расплав пластика (13) шнек (6), приводимый во вращение приводом ЧПУ (шаговый двигатель, сервопривод или аналогичный регулируемый привод) (7). Расплав пластика (13) экструдируется из сопла (11), формируя слой печатаемого изделия (14). Температура нагрева контролируется посредством датчика температуры (8), интегрированного в камеру расплава пластика (5), что позволяет посредством системы управления с ЧПУ (контролерами различных типов) поддерживать, либо изменять температуру нагреваемого воздуха нагревателя воздуха (9).The extruder of a 3D printer with convection heating consists of a body (1) with a mounting device (2), a transport system for feeding granular plastic (3), which serves to feed granular plastic (12) into the plastic melt chamber (5) located inside the convection chamber heating (4) with hot air. The air heated by the heater (9) is fed by the fan (10) into the convection heating chamber (4) and heats up the plastic melt chamber (5) located inside the convection heating chamber (4). Inside the plastic melt chamber (5) there is a plastic melt supplying screw (13) (6) driven by a CNC drive (stepper motor, servo drive or similar variable drive) (7). The plastic melt (13) is extruded from the nozzle (11), forming the layer of the printed product (14). The heating temperature is controlled by a temperature sensor (8) integrated into the plastic melt chamber (5), which allows using a CNC control system (controllers of various types) to maintain or change the temperature of the heated air of the air heater (9).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Корпус экструдера (1) 3Д принтера с конвекционным нагревом закрепляется посредством устройства крепления (2) на исполнительных механизмах перемещения 3Д принтера. Гранулированный пластик (12) загружается (подаётся) посредством транспортной системы для подачи гранулированного пластика (3) в камеру расплава пластика (5), где расплавляется до состояния жидкого расплава пластика (13), позволяющего экструдировать расплав через сопло с выходным отверстием для экструдирования расплавленного пластика (11) в слой изделия, который формируется посредством управления исполнительными механизмами 3Д принтера, управляемыми системой управления с ЧПУ (контролерами различных типов). Камера расплава пластика (5) расположена внутри конвекционной камеры нагрева (4), обдувается и разогревается горячим воздухом, который от нагревателя воздуха (9) подается в конвекционную камеру нагрева (4) вентилятором (10). Подающий расплав пластика (13) шнек (6), расположен внутри камеры расплава пластика (5) и приводится во вращение приводом ЧПУ (шаговый двигатель, сервопривод или аналогичный регулируемый привод) (7). Расплав пластика (13) под давлением витков шнека (6) экструдируется из сопла (11), формируя слой печатаемого изделия (14). Температура нагрева контролируется посредством датчика температуры (8), интегрированного в камеру расплава пластика (5), и позволяет посредством системы управления с ЧПУ (контролерами различных типов) поддерживать, либо изменять температуру нагреваемого воздуха нагревателя воздуха (9).The extruder body (1) of a 3D printer with convection heating is fixed by means of a fastening device (2) on the actuators for moving the 3D printer. Granular plastic (12) is loaded (supplied) by means of a transport system for feeding granular plastic (3) into the plastic melt chamber (5), where it is melted to a liquid plastic melt (13), allowing the melt to be extruded through a nozzle with an outlet for extruding molten plastic (11) into the product layer, which is formed by controlling the 3D printer actuators controlled by a CNC control system (controllers of various types). The plastic melt chamber (5) is located inside the convection heating chamber (4), blown and heated by hot air, which is supplied from the air heater (9) to the convection heating chamber (4) by a fan (10). The plastic melt supply (13) auger (6) is located inside the plastic melt chamber (5) and is driven by a CNC drive (stepper motor, servo drive or similar variable drive) (7). The melt of plastic (13) under the pressure of the turns of the screw (6) is extruded from the nozzle (11), forming a layer of the printed product (14). The heating temperature is controlled by a temperature sensor (8) integrated into the plastic melt chamber (5), and allows, through a CNC control system (controllers of various types), to maintain or change the temperature of the heated air of the air heater (9).

Причинно-следственная связь между техническим результатом и существенными признаками формулы изобретения заключается в следующем:The causal relationship between the technical result and the essential features of the claims is as follows:

- увеличении производительности 3д принтеров (FFF) за счет применения конвекционного способа нагрева в экструдере 3Д принтера, что позволило увеличить мощность и скорость нагрева пластика до расплавленного состояния, сделать прогрев камеры расплава пластика (5) равномерным;- an increase in the productivity of 3D printers (FFF) due to the use of a convection heating method in the extruder of a 3D printer, which made it possible to increase the power and speed of heating the plastic to the molten state, to make the heating of the plastic melt chamber (5) uniform;

- получении возможности печати крупногабаритных изделий за счет увеличения производительности 3д принтеров (FFF) при применении конвекционного способа нагрева в экструдере 3Д принтера;- obtaining the ability to print large-sized products by increasing the productivity of 3D printers (FFF) when using the convection heating method in the extruder of a 3D printer;

- значительном удешевление стоимости печати за счёт возможности печати гранулированными пластиками, в том числе гранулированными пластиками вторичной переработки, стоимость которых в среднем в 8-20 раз дешевле филамента, обычно применяемого в FFF - (FDM) 3д принтерах- a significant reduction in the cost of printing due to the possibility of printing with granular plastics, including granular plastics of recycling, the cost of which is on average 8-20 times cheaper than the filament usually used in FFF - (FDM) 3D printers

Claims (3)

1. Экструдер 3Д принтера с конвекционным нагревом, состоящий из корпуса (1) с устройством крепления (2), транспортной системы для подачи гранулированного пластика (3), которая служит для подачи гранулированного пластика (12) в камеру расплава пластика (5), из которой расплав пластика (13) экструдируется шнеком (6) из сопла (11), отличающийся тем, что камера расплава пластика (5) расположена внутри конвекционной камеры нагрева (4) и нагревается конвекционным способом горячим воздухом, нагреваемым нагревателем (9) и вентилятором (10) и подаваемым в конвекционную камеру нагрева (4), позволяющим увеличить мощность и скорость нагрева пластика до расплавленного состояния и соответственно увеличить производительность 3Д принтера, сделать прогрев камеры расплава пластика (5) равномерным.1. Extruder of a 3D printer with convection heating, consisting of a body (1) with a fastening device (2), a transport system for feeding granular plastic (3), which serves to feed granular plastic (12) into the plastic melt chamber (5), from which the plastic melt (13) is extruded by the screw (6) from the nozzle (11), characterized in that the plastic melt chamber (5) is located inside the convection heating chamber (4) and is heated convectionally by hot air heated by the heater (9) and the fan ( 10) and supplied to the convection heating chamber (4), which allows increasing the power and speed of heating the plastic to the molten state and, accordingly, increasing the productivity of the 3D printer, making the heating of the plastic melt chamber (5) uniform. 2. Экструдер 3Д принтера с конвекционным нагревом по п. 1, отличающийся тем, что привод шнека (6), который экструдирует из сопла (11) расплав пластика (13), формируя слой печатаемого изделия (14), во вращение осуществляется приводом ЧПУ (7), позволяющим дозировать расплав пластика (13) при экструзии.2. Extruder 3D printer with convection heating according to claim 1, characterized in that the screw drive (6), which extrudes plastic melt (13) from the nozzle (11), forming a layer of the printed product (14), is rotated by a CNC drive ( 7), which makes it possible to dose the plastic melt (13) during extrusion. 3. Экструдер 3Д принтера с конвекционным нагревом по п. 1, отличающийся тем, что температура нагрева в конвекционной камере нагрева контролируется посредством датчика температуры (8), интегрированного в камеру расплава пластика (5), что позволяет посредством системы управления с ЧПУ поддерживать либо изменять температуру нагреваемого воздуха нагревателя воздуха (9).3. Extruder of a 3D printer with convection heating according to claim 1, characterized in that the heating temperature in the convection heating chamber is controlled by a temperature sensor (8) integrated into the plastic melt chamber (5), which allows maintaining or changing temperature of the heated air of the air heater (9).
RU2020128814A 2020-08-31 2020-08-31 3d printer extruder with convection heating RU2745944C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128814A RU2745944C1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 3d printer extruder with convection heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020128814A RU2745944C1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 3d printer extruder with convection heating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2745944C1 true RU2745944C1 (en) 2021-04-05

Family

ID=75353323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020128814A RU2745944C1 (en) 2020-08-31 2020-08-31 3d printer extruder with convection heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2745944C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208483U1 (en) * 2021-10-25 2021-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "АРКОДИМ" CONSTRUCTION PRINTER EXTRUDER
RU213228U1 (en) * 2022-06-09 2022-08-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" EXTRUDER FOR ADDITIVE PRINTING WITH GYPSUM MIXTURES

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2243094C2 (en) * 1999-12-18 2004-12-27 Фека Аг Extrusion device and a method of production of the plastic hollow profiles with at least one hollow chamber filled with foam
RU2486057C2 (en) * 2007-11-28 2013-06-27 Треофан Джермани Гмбх Унд Ко. Кг Method of making films from thermoplastic polymers
US20190134972A1 (en) * 2015-06-01 2019-05-09 Jkm Technologies, Llc Pellet-Based Fused Deposition Modeling 3-D Print Process for Production Manufacturing
RU190068U1 (en) * 2019-02-05 2019-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Portable screw extruder for the production of wood-polymer yarn
DE102018102731A1 (en) * 2018-02-07 2019-08-08 Aim3D Gmbh Method and device for the additive production of a workpiece or component of reinforced plastics
US10525692B2 (en) * 2013-11-15 2020-01-07 Makerbot Industries, Llc Three-dimensional printer tool systems
US10569466B2 (en) * 2012-10-29 2020-02-25 Makerbot Industries, Llc Tagged build material for three-dimensional printing
WO2020104532A1 (en) * 2018-11-21 2020-05-28 Technische Universität München Extruder device for 3d printing
RU2722944C1 (en) * 2019-11-21 2020-06-05 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Three-dimensional printing method with thermoplastic composite material
CN111590915A (en) * 2020-06-30 2020-08-28 深圳技术大学 Desktop formula single screw rod is extruded and is printed integrative model machine with 3D

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2243094C2 (en) * 1999-12-18 2004-12-27 Фека Аг Extrusion device and a method of production of the plastic hollow profiles with at least one hollow chamber filled with foam
RU2486057C2 (en) * 2007-11-28 2013-06-27 Треофан Джермани Гмбх Унд Ко. Кг Method of making films from thermoplastic polymers
US10569466B2 (en) * 2012-10-29 2020-02-25 Makerbot Industries, Llc Tagged build material for three-dimensional printing
US10525692B2 (en) * 2013-11-15 2020-01-07 Makerbot Industries, Llc Three-dimensional printer tool systems
US20190134972A1 (en) * 2015-06-01 2019-05-09 Jkm Technologies, Llc Pellet-Based Fused Deposition Modeling 3-D Print Process for Production Manufacturing
DE102018102731A1 (en) * 2018-02-07 2019-08-08 Aim3D Gmbh Method and device for the additive production of a workpiece or component of reinforced plastics
WO2020104532A1 (en) * 2018-11-21 2020-05-28 Technische Universität München Extruder device for 3d printing
RU190068U1 (en) * 2019-02-05 2019-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Portable screw extruder for the production of wood-polymer yarn
RU2722944C1 (en) * 2019-11-21 2020-06-05 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Three-dimensional printing method with thermoplastic composite material
CN111590915A (en) * 2020-06-30 2020-08-28 深圳技术大学 Desktop formula single screw rod is extruded and is printed integrative model machine with 3D

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208483U1 (en) * 2021-10-25 2021-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "АРКОДИМ" CONSTRUCTION PRINTER EXTRUDER
RU213228U1 (en) * 2022-06-09 2022-08-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" EXTRUDER FOR ADDITIVE PRINTING WITH GYPSUM MIXTURES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3507073B1 (en) Methods and apparatus for processing and dispensing material during additive manufacturing
US20150321419A1 (en) Extrusion system for additive manufacturing and 3-d printing
US20240100773A1 (en) Methods and apparatus for processing and dispensing material during additive manufacturing
US20210078257A1 (en) System and method for additive manufacturing
RU2745944C1 (en) 3d printer extruder with convection heating
EP3575060A1 (en) Method for operating a multi-nozzle extruder using zig-zag patterns that provide improved structual integrity
US20180043632A1 (en) Heated air system for 3D printer
EP3706982B1 (en) Apparatus and methods for additive manufacturing at ambient temperature
CN206276911U (en) A kind of metal three-dimensional printer of fused glass pellet
CN108177335A (en) Melt solid two-phase 3D printer
US11654614B2 (en) Method of printing semi-crystalline materials utilizing extrusion based additive manufacturing system
US20230382047A1 (en) 3d printer with increased uniformity of build chamber temperature
JP7174106B2 (en) Systems and methods for operating a multi-nozzle extruder during additive manufacturing
CN106313532A (en) 3D printer printing head
EP3941721A1 (en) Build material supply unit
RU215588U1 (en) GRANULAR EXTRUDER FOR MANUFACTURING 3D PRINTED PRODUCTS
RU2750995C2 (en) Method for additive extrusion of bulk products and extruder for its implementation
US12042993B2 (en) Method of manufacturing three-dimensionally shaped object, and additive manufacturing apparatus
Setiawan et al. Control plastic pellet feeding double extruders for 3D printing symmetric bilateral
CN108621413A (en) The extruder frequency dividing addressing method and component of FDM-3D printers
CN118306009A (en) Multi-material composite forming 3D printing method and device
CN112824091A (en) Reinforcing fiber adding system and method for 3D printing
KR20160023507A (en) Three dimensional printer