RU2807685C1 - Method for manufacturing product using additive compound technique - Google Patents
Method for manufacturing product using additive compound technique Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807685C1 RU2807685C1 RU2023115909A RU2023115909A RU2807685C1 RU 2807685 C1 RU2807685 C1 RU 2807685C1 RU 2023115909 A RU2023115909 A RU 2023115909A RU 2023115909 A RU2023115909 A RU 2023115909A RU 2807685 C1 RU2807685 C1 RU 2807685C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- product
- finished product
- printing
- layer
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 5
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005429 filling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способам изготовления объемных изделий, в частности к аддитивным методам трехмерной печати по цифровой 3D-модели.The invention relates to methods for manufacturing three-dimensional products, in particular to additive methods of three-dimensional printing using a digital 3D model.
Известна технология 3D-печати методом послойного наложения (FDM технология. Как это работает. [Электронный ресурс] // Компания 3Dtool - Интегратор оборудования для 3D-печати и станков ЧПУ URL: https://3dtool.ru/stati/fdm-tekhnologiya-kak-eto-rabotaet/), при которой термопластичный материал загружают в 3D-принтер, включающий в себя экструдер с трехосевой системой позиционирования и сопло для подачи расплавленного термопластичного материала, после разогрева сопла до необходимой температуры слой термопластичного материала выдавливают через сопло в виде тонкой нити и наплавляют в заранее определенных местах, перемещая сопло по заранее установленному алгоритму с помощью системы позиционирования, где он затем охлаждается и отвердевает, после чего новый слой термопластичного материала наплавляют на уже отвердевший, после чего процесс повторяется необходимое количество раз, пока изделие не будет напечатано целиком.The technology of 3D printing using the layer-by-layer deposition method is known (FDM technology. How it works. [Electronic resource] // 3Dtool Company - Integrator of equipment for 3D printing and CNC machines URL: https://3dtool.ru/stati/fdm-tekhnologiya- kak-eto-rabotaet/), in which thermoplastic material is loaded into a 3D printer, which includes an extruder with a three-axis positioning system and a nozzle for supplying molten thermoplastic material, after the nozzle is heated to the required temperature, a layer of thermoplastic material is squeezed out through the nozzle in the form of a thin thread and are fused in predetermined locations, moving the nozzle according to a predetermined algorithm using a positioning system, where it is then cooled and hardened, after which a new layer of thermoplastic material is fused onto the already hardened one, after which the process is repeated the required number of times until the entire product is printed .
Недостатком прототипа является низкая вариативность конструкционных свойств готового изделия, определяющихся конструкционными свойствами термопластичных материалов, пригодных для применения при 3D-печати.The disadvantage of the prototype is the low variability of the structural properties of the finished product, which are determined by the structural properties of thermoplastic materials suitable for use in 3D printing.
Суть заявляемого технического решения заключается в том, что в известной технологии 3D-печати методом послойного наложения, при которой материал загружают в 3D-принтер, который при помощи системы позиционирования по заранее установленному алгоритму выполняет изготовление изделия методом 3D-печати слой за слоем, при этом указанный алгоритм составлен таким образом, что напечатанным методом 3D-печати изделием является оболочка готового изделия, в полученной оболочке готового изделия выполняют технологические отверстия, предназначенные для заливки жидкотекучего компаунда и отвода воздуха в процессе заливки, оболочку готового изделия проверяют на герметичность, при обнаружении негерметичности устраняют ее, далее внутренний объем оболочки изделия заполняют жидкотекучим компаундом, способным к отвердеванию.The essence of the proposed technical solution is that in the known technology of 3D printing using the layer-by-layer method, in which the material is loaded into a 3D printer, which, using a positioning system according to a pre-established algorithm, manufactures the product by 3D printing layer by layer, while the specified algorithm is designed in such a way that the product printed by 3D printing is the shell of the finished product, technological holes are made in the resulting shell of the finished product intended for pouring a fluid compound and removing air during the filling process, the shell of the finished product is checked for leaks, and if leaks are detected, they are eliminated it, then the internal volume of the product shell is filled with a liquid-flowing compound capable of hardening.
Таким образом, заявляемое техническое решение отличается тем, что алгоритм составлен таким образом, что напечатанным методом 3D-печати изделием является оболочка готового изделия, в полученной оболочке готового изделия выполняют технологические отверстия, предназначенные для заливки жидкотекучего компаунда и отвода воздуха в процессе заливки, оболочку готового изделия проверяют на герметичность, при обнаружении негерметичности устраняют ее, далее внутренний объем оболочки изделия заполняют жидкотекучим компаундом, способным к отвердеванию.Thus, the claimed technical solution differs in that the algorithm is designed in such a way that the product printed by 3D printing is the shell of the finished product, in the resulting shell of the finished product, technological holes are made for pouring a fluid compound and removing air during the filling process, the shell of the finished product the products are checked for leaks, if a leak is detected, they are eliminated, then the internal volume of the product shell is filled with a fluid compound capable of hardening.
Сравнительный анализ заявляемого технического с другими техническими решениями показал, что только совместное применение признаков заявляемого технического решения позволит повысить вариативность конструкционных свойств готового изделия.A comparative analysis of the proposed technical solution with other technical solutions has shown that only the combined use of the features of the proposed technical solution will increase the variability of the structural properties of the finished product.
Составление алгоритма таким образом, что напечатанным методом 3D-печати изделием является оболочка готового изделия, позволяет получить пустотелую оболочку готового изделия, которая позволит сохранить необходимую форму готового изделия при заполнении внутреннего объема жидкотекучим компаундом.Drawing up an algorithm in such a way that the product printed by 3D printing is the shell of the finished product, allows us to obtain a hollow shell of the finished product, which will allow maintaining the required shape of the finished product when filling the internal volume with a fluid-flowing compound.
Выполненные технологические отверстия, предназначенные для заливки жидкотекучего компаунда и отвода воздуха в процессе заливки, выполняют роль питателей и выпоров, позволяют выполнить заливку жидкотекучего компаунда во внутренний объем оболочки готового изделия и удалять воздух из указанного внутреннего объема, не допуская образования пузырей.The technological holes designed for pouring the fluid compound and removing air during the filling process act as feeders and vents, allowing the fluid compound to be poured into the internal volume of the shell of the finished product and removing air from the specified internal volume, preventing the formation of bubbles.
Проверка полученной оболочки готового изделия на герметичность и устранение негерметичности в случае ее обнаружения, позволяют предотвратить вытекание жидкотекучего компаунда после заполнения им внутреннего объема оболочки готового изделия.Checking the resulting shell of the finished product for tightness and eliminating leaks if it is detected allows you to prevent leakage of the fluid compound after it has filled the internal volume of the shell of the finished product.
Заполнение внутреннего объема оболочки готового изделия жидкотекучим компаундом, способным к отвердеванию, позволит после его отвердевания получить готовое монолитное изделие с необходимыми конструкционными свойствами, определяющимися в значительной степени свойствами отвердевшего жидкотекучего компаунда, в качестве которого могут быть использованы различные эпоксидные и полиэфирные смолы или другой материал как без добавок, так и со специальными добавками, значительно меняющими его конструкционные свойства.Filling the internal volume of the shell of the finished product with a liquid-flowing compound capable of hardening will allow, after its hardening, to obtain a finished monolithic product with the necessary structural properties, determined to a large extent by the properties of the hardened liquid-flowing compound, which can be used as various epoxy and polyester resins or other material such as without additives, and with special additives that significantly change its structural properties.
На фиг. 1 изображено выполнение послойной наплавки оболочки готового изделия.In fig. Figure 1 shows the implementation of layer-by-layer surfacing of the shell of the finished product.
На фиг. 2 изображена заливка жидкотекучим компаундом оболочки готового изделия.In fig. Figure 2 shows the filling of the shell of the finished product with a liquid-flowing compound.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is carried out as follows.
Перед началом изготовления детали с помощью ЭВМ (не показана) составляют алгоритм перемещения сопла 1 экструдера 2 принтера 3, материал 4, например, в виде катушки нити из термопластичного полимера, загружают в принтер 3. После разогрева сопла 1 до необходимой температуры слой материала 4 выдавливают через сопло 1 в виде тонкой нити и наплавляют в заранее определенных местах, перемещая сопло по заранее установленному алгоритму с помощью системы позиционирования 5, где он затем охлаждается и отвердевает, после чего новый слой термопластичного материала 4 наплавляют на уже отвердевший, после чего процесс повторяется необходимое количество раз, при этом алгоритм перемещения сопла 1 составлен таким образом, чтобы в результате была напечатана оболочка готового изделия 6 без заполнения материалом 4 ее внутреннего объема.Before starting to manufacture the part, an algorithm for moving the nozzle 1 of the extruder 2 of the printer 3 is compiled using a computer (not shown), material 4, for example, in the form of a spool of thread made of thermoplastic polymer, is loaded into the printer 3. After heating the nozzle 1 to the required temperature, the layer of material 4 is squeezed out through the nozzle 1 in the form of a thin thread and is fused in predetermined places, moving the nozzle according to a predetermined algorithm using a positioning system 5, where it is then cooled and hardened, after which a new layer of thermoplastic material 4 is fused onto the already hardened one, after which the process is repeated as necessary number of times, while the algorithm for moving the nozzle 1 is designed in such a way that as a result the shell of the finished product 6 is printed without filling its internal volume with material 4.
Далее в верхней части полученной оболочки готового изделия 6 выполняют технологические отверстия 7, предназначенные для заливки жидкотекучего компаунда 8 и отвода воздуха в процессе заливки.Next, in the upper part of the resulting shell of the finished product 6, technological holes 7 are made, intended for pouring the fluid compound 8 and removing air during the filling process.
Далее полученную оболочку готового изделия 6 проверяют на герметичность, например, погрузив ее в лабораторную кастрюлю с водой, нагнетая воздух во внутренний объем оболочки готового изделия 6 и контролируя появление пузырьков воздуха.Next, the resulting shell of the finished product 6 is checked for leaks, for example, by immersing it in a laboratory pan with water, pumping air into the internal volume of the shell of the finished product 6 and monitoring the appearance of air bubbles.
При обнаружении негерметичности устраняют ее, например, покрыв оболочку готового изделия 6 лаком, грунтовкой, эмалью или другим проникающим, связующим материалом.If a leak is detected, it is eliminated, for example, by covering the shell of the finished product 6 with varnish, primer, enamel or other penetrating, binding material.
Далее внутренний объем оболочки готового изделия 6 заполняют жидкотекучим компаундом 8. В качестве компаунда 8 могут использоваться эпоксидные и полиэфирные смолы или другой жидкий материал, способный к последующему отверждению. Компаунд 8 подбирается в соответствии с необходимыми конструктивными требованиями к детали. Возможно применение специальных добавок, значительно изменяющих его конструкционные свойства: пластификаторов, стекловолокна, цемента, молотой слюды, угольной пыли, мелкого песка, графенового порошка, углеродных нанотрубок и других добавок.Next, the internal volume of the shell of the finished product 6 is filled with a liquid-flowing compound 8. Epoxy and polyester resins or other liquid material capable of subsequent curing can be used as compound 8. Compound 8 is selected in accordance with the necessary design requirements for the part. It is possible to use special additives that significantly change its structural properties: plasticizers, fiberglass, cement, ground mica, coal dust, fine sand, graphene powder, carbon nanotubes and other additives.
После отвердевания жидкотекучего компаунда 8 готовое изделие 6 готово к использованию.After curing of the flowable compound 8, the finished product 6 is ready for use.
Высокая вариативность свойств жидкотекучих компаундов 8, пригодных для применения в заявляемом техническом решении, а также то, что выбранный компаунд 8 будет составлять большую часть объема готового изделия 6, позволит обеспечить высокую вариативность конструкционных свойств готового изделия 6.The high variability of the properties of fluid-flowing compounds 8 suitable for use in the proposed technical solution, as well as the fact that the selected compound 8 will make up the majority of the volume of the finished product 6, will ensure high variability in the structural properties of the finished product 6.
Заявляемое техническое решение просто в осуществлении и позволяет повысить вариативность конструкционных свойств готового изделия.The inventive technical solution is easy to implement and makes it possible to increase the variability of the structural properties of the finished product.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807685C1 true RU2807685C1 (en) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU159863U1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | DEVICE FOR MAKING VOLUME PRODUCTS |
| RU2640551C1 (en) * | 2014-08-29 | 2018-01-09 | Эксуан Гмбх | 3d-printer, 3d-printer system and generative manufacturing method |
| RU2641115C1 (en) * | 2014-08-29 | 2018-01-16 | Эксуан Гмбх | Layer applying device for 3d-printer and a method for applying two layers of the structural material in the form of particles |
| RU178071U1 (en) * | 2017-10-02 | 2018-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью Специальное Конструкторское Бюро "Мысль" | DEVICE FOR PRODUCING MULTILAYERED REINFORCED ARTICLES FROM COMPOSITE MATERIAL |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2640551C1 (en) * | 2014-08-29 | 2018-01-09 | Эксуан Гмбх | 3d-printer, 3d-printer system and generative manufacturing method |
| RU2641115C1 (en) * | 2014-08-29 | 2018-01-16 | Эксуан Гмбх | Layer applying device for 3d-printer and a method for applying two layers of the structural material in the form of particles |
| RU159863U1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" | DEVICE FOR MAKING VOLUME PRODUCTS |
| RU178071U1 (en) * | 2017-10-02 | 2018-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью Специальное Конструкторское Бюро "Мысль" | DEVICE FOR PRODUCING MULTILAYERED REINFORCED ARTICLES FROM COMPOSITE MATERIAL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11092524B2 (en) | Method and device for preparing karst caves based on 3D printing technology | |
| CN105073390B (en) | For by generating the method for constructing production three-dimension object | |
| US20170312813A1 (en) | Casting method of using 3d printing to make shell mold and vacuum casting device for use in the casting method | |
| CN103817767A (en) | Method for manufacturing ceramic products with 3D printing technology | |
| CA2584104A1 (en) | Method and apparatus associated with anisotropic shrink in sintered ceramic items | |
| CN104275978A (en) | Manufacturing method of simulation tree mould | |
| CN103702811A (en) | Method for producing a moulded body and device | |
| US20180104917A1 (en) | Method of manufacturing a composite article | |
| US10682688B2 (en) | Casting method of double thin shell mold craft | |
| CN107096882B (en) | Casting mold based on 3D printing and preparation method of casting mold | |
| US20200223127A1 (en) | 3-d printing method having increased strength of the produced object | |
| CN107790624A (en) | A kind of method that evaporative pattern is prepared using 3DP printing techniques | |
| CN103962510B (en) | Dead size core mould moulding process | |
| RU2807685C1 (en) | Method for manufacturing product using additive compound technique | |
| CN103752766A (en) | Rapid manufacturing method for resin casting mould | |
| US9950473B2 (en) | Consecutive piecewise molding system and method | |
| US20120274005A1 (en) | Process for preparing for casting | |
| CN105856570A (en) | 3D printing method | |
| US10807323B2 (en) | Manufacture of objects having a fiber-reinforced region | |
| CN107902044A (en) | A kind of method being modeled using Novel ankle bracket system and Novel ankle bracket system | |
| US11548232B2 (en) | Method of manufacturing isotropic parts utilizing additive manufacturing methods | |
| CN112218750A (en) | Preparation method of sand casting mold with protective coating | |
| CN103611878A (en) | Rapid manufacturing method of resin casting mould based on laminated object manufacturing (LOM) prototype | |
| CN209718404U (en) | A kind of producing device of electric machine iron core coating | |
| WO2018231095A1 (en) | Method for producing articles in a mould box |