WO2020055289A1 - Устройство для очистки жидкости от растворенного фотополимера и способы очистки жидкости от растворенного фотополимера - Google Patents

Устройство для очистки жидкости от растворенного фотополимера и способы очистки жидкости от растворенного фотополимера Download PDF

Info

Publication number
WO2020055289A1
WO2020055289A1 PCT/RU2019/050145 RU2019050145W WO2020055289A1 WO 2020055289 A1 WO2020055289 A1 WO 2020055289A1 RU 2019050145 W RU2019050145 W RU 2019050145W WO 2020055289 A1 WO2020055289 A1 WO 2020055289A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
radiation
photopolymer
cleaning
dissolved
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/050145
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владислав Александрович СОМОВ
Александр Дмитриевич ЮРАСОВ
Original Assignee
Владислав Александрович СОМОВ
Александр Дмитриевич ЮРАСОВ
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 Владислав Александрович СОМОВ, Александр Дмитриевич ЮРАСОВ filed Critical Владислав Александрович СОМОВ
Publication of WO2020055289A1 publication Critical patent/WO2020055289A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/14—Removing waste, e.g. labels, from cleaning liquid; Regenerating cleaning liquids
    • 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
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35—Cleaning
    • 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
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C02F9/20—Portable or detachable small-scale multistage treatment devices, e.g. point of use or laboratory water purification systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0037—Production of three-dimensional images
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/3092—Recovery of material; Waste processing
    • 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
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified

Definitions

  • the present invention relates to techniques for photopolymer 3D printing and is intended, inter alia, for the final processing of products obtained by photopolymer 3D printing.
  • 3D printing technology has been widely used, which is used for the production of functional and decorative products of complex shapes, based on layer-by-layer or volumetric application of the material to the substrate in the form of a flat base or axial blank.
  • This technology provides the manufacture of high-precision products both in size and in shape, due to which it is most in demand in the production of functional products in industries such as the aerospace industry, automotive and mechanical engineering, medicine and others.
  • such products are increasingly used for use in dental prosthetics, in the manufacture of printing cliches for stamps (seals), and in other fields.
  • photopolymer resins which are liquid polymers that harden when exposed to electromagnetic or ionizing radiation.
  • photopolymer resins are liquid polymers that harden when exposed to electromagnetic or ionizing radiation.
  • such materials are sensitive to the ultraviolet range, but other types of radiation can also be used.
  • photopolymer in the form of a monomer or low molecular weight polymer, or a mixture of monomers and oligomers, which may contain photocatalysts and photoinitiators.
  • the photopolymer is usually in a liquid state, it is exposed to radiation with a wavelength of about 350-450 nm, while the exposed areas of the photopolymer are polymerized.
  • various light sources are used for photo exposure, among them various ultraviolet radiation sources, for example, quartz mercury lamps of medium, high and low pressure, argon-filled lamps, photographic incandescent lamps, flash xenon lamps, carbon arc fixtures, high-intensity LEDs, etc.
  • ultraviolet radiation sources for example, quartz mercury lamps of medium, high and low pressure, argon-filled lamps, photographic incandescent lamps, flash xenon lamps, carbon arc fixtures, high-intensity LEDs, etc.
  • the accuracy of 3D printing depends on many factors, mainly on the quality of materials and the design of printers. Due to the peculiarity of photopolymer 3D printing, the accuracy of the execution is affected by the fact that the printed part after the end of photopolymer printing is covered with a layer of unpolymerized photopolymer, which smooths and closes all small elements of the model. This is especially critical when printed products have a complex surface topography and a large number of recesses, cavities, bends, protrusions and other hard-to-reach spots. If you do not rinse the printed product, then its characteristics, such as dimensional accuracy and detailing, will significantly deteriorate. To obtain fine elements of the model with high accuracy, it is necessary to carefully remove the remains of unpolymerized photopolymer from the surface of the model.
  • the solvent used immediately after the first washing is contaminated with a photopolymer, that is, it is no longer a pure solvent, but a solution of the polymer in the solvent.
  • a solution has worse characteristics, and after removing the product and evaporating the solvent from its surface, a photopolymer remains on the product, which accumulates on the surface and small elements.
  • the quality of each subsequent wash deteriorates, and with each wash, the quality of the solvent decreases more and more, very quickly reaching complete unsuitability.
  • the solvent In practice, the solvent must be replaced after several washes in order to avoid the negative effects of contamination. The operation of replacing the solvent takes time, which negatively affects the speed and cost of work. In addition, the need to constantly replace the solvent entails a significant consumption. An additional factor that negatively affects the cost of the process is that the contaminated solvent belongs to the class of hazardous waste and must be disposed of in a special way, which is also not economically feasible.
  • the technical problem to which this invention is directed is to provide a device for cleaning a liquid (solvent) from a photopolymer dissolved in it in a closed cycle, which can be used when washing products of photopolymer 3D printing and avoids the above problems.
  • Chemical methods involve treating a contaminated solvent with various reagents, by chemically binding / converting them, followed by separation in various ways.
  • chemical methods are not applicable in the case of 3D printing products, since they require the use of additional reagents and, often, complex reaction systems, as well as additional measures to remove residual reagents from the solvent.
  • distillation with cooling and collection of distillate can be distinguished.
  • JP 2001072623 discloses a method for purification of organic solvents, which consists in loading the starting solvent into a cube, heating it in a cube to a boiling point and sending the vapors to a distillation column. Then the vapor is condensed in a reflux condenser, from where the condensate is fed through a separator to the top of the distillation column in the form of reflux, which, in contact with the solvent vapor, condenses its non-volatile components.
  • the solvent in the form of a liquid phase enriched in non-volatile components is sent back to the cube to form a residue in the cube, and solvent vapors enriched in non-volatile non-condensed components are sent to a reflux condenser in which they are cooled and condensed. Then part of the condensate is sent as reflux to a distillation column, and another part of the condensate as a distillation product is sent to a container for collecting the distillation product.
  • US2006287213 A1 describes a device for purifying solvents from contaminants dissolved in them by heating the solvent to a gaseous state, collecting contaminants that have not gone into a gaseous state, and then cooling the purified solvent.
  • the device comprises a heating element for heating a contaminated solvent for its conversion to a gaseous state, a container for collecting pollutants that do not pass into a gaseous state, and a cooling element for cooling the gaseous solvent to a liquid state after pollutants that do not turn into a gaseous state condition, were collected in a collection container.
  • the known device is intended for the purification of liquids such as milk, juices, wines, drinking and waste water in the public utilities.
  • the device provides cleaning from biological contaminants (bacteria, viruses), chemical impurities (salts of heavy metals, organochlorines, cyanide compounds).
  • the device comprises a bactericidal lamp with a protective quartz cover located inside the cylindrical body with the formation of an annular cavity between the walls of the quartz cover and the case. The cleaned liquid and the ozone-air mixture are fed into the indicated annular cavity.
  • the device also includes a vane or rotary pump for mixing the ozone-air mixture obtained in the cavity of the quartz cover with the source liquid, a series-connected filter and an ejector for supplying the cleaned liquid in the filter into the cavity formed between the quartz cover and cylindrical body.
  • the liquid and ozone enter the working chamber of the pump, where they are intensively mixed in a centrifugal field created in the liquid.
  • the light phase ozone-air mixture
  • the heavy phase moves from the center to the periphery, and due to this, the maximum possible reactivity of the oxidation process is pollutants and disinfection.
  • metal ions form insoluble hydroxyl substances that are removed by filtration.
  • the disadvantages of this technical solution are the structural complexity of the device and the inability to use it to clean a solvent (for example, isopropyl alcohol) from an unpolymerized photopolymer in a device for washing products of photopolymer 3D printing, since the ozone-air mixture can cause ignition of the solvent and dissolved photopolymer.
  • a solvent for example, isopropyl alcohol
  • the proposed device for cleaning liquid from a dissolved photopolymer according to the invention comprises a container for untreated liquid and a cleaning unit having a housing with a through internal channel configured to flow through said channel crude liquid.
  • the wall of the through inner channel is transparent to radiation.
  • a radiation source installed in the specified body with the possibility of directing radiation into the specified channel.
  • the cleaning unit also contains an inlet pipe for supplying the crude liquid into the through channel of the cleaning unit and an outlet pipe for discharging the treated liquid from the cleaning unit.
  • the device also contains a mechanical filter and a pump for moving fluid.
  • these elements of the device are connected in series in a closed loop with the possibility of fluid flowing through the through internal channel of the cleaning unit.
  • a mechanical filter is located on the outlet of the cleaning unit or on the inlet of the cleaning unit.
  • the pump is located on the outlet pipe of the cleaning unit or on the inlet pipe of the cleaning unit with the ability to ensure the flow of fluid in a closed circuit.
  • the radiation source is a source of electromagnetic radiation selected from the group including visible light, ultraviolet (UV) radiation, X-ray radiation and gamma radiation, the frequency and radiation power of this source being selected in this way in order to provide polymerization of said photopolymer dissolved in a crude liquid to form a polymerization product insoluble in such a liquid.
  • UV radiation ultraviolet
  • X-ray radiation X-ray radiation
  • gamma radiation the frequency and radiation power of this source being selected in this way in order to provide polymerization of said photopolymer dissolved in a crude liquid to form a polymerization product insoluble in such a liquid.
  • the radiation source is an ionizing radiation source selected from the group consisting of an electron beam, x-ray radiation, gamma radiation, and a stream of charged particles, the frequency and radiation power of the specified source being selected so that to provide polymerization of said photopolymer dissolved in a crude liquid to form a polymerisation product insoluble in such a liquid.
  • a liquid purification device is intended to purify a liquid used in cleaning products obtained by photopolymer 3D printing.
  • the tank for the crude liquid is a tank for washing products obtained by photopolymer 3D printing.
  • the fluid purification device further comprises a shutdown timer for the circulation pump and / or a shutdown timer for the radiation source.
  • the fluid purification device further comprises an adsorption and / or absorption filter connected in series after the mechanical cleaning filter.
  • the resulting polymerization product is separated from the liquid to be purified.
  • the purification is carried out in a closed cycle, and the purified liquid is returned to the tank for the crude liquid.
  • cleaning is performed continuously.
  • a pump is used to move the fluid.
  • the polymerization product is separated from the crude liquid using a mechanical filter.
  • the radiation source is periodically switched on depending on the volume to be cleaned and / or the concentration of the photopolymer dissolved in the crude liquid.
  • the liquid is additionally passed through an absorption and / or adsorption filter to separate non-copolymerizable substances dissolved in said liquid.
  • a method for purifying a liquid from a photopolymer dissolved in it in which the crude liquid is exposed to electromagnetic or ionizing radiation to polymerize an unpolymerized photopolymer dissolved in such a liquid to form an insoluble polymerization product in such a liquid; and then the resulting polymerization product is separated from the crude liquid.
  • a radiation source which is a source of electromagnetic radiation selected from the group consisting of visible light, UV radiation, X-ray radiation and gamma radiation, the frequency and radiation power of the specified source being selected so as to provide polymerization said photopolymer dissolved in a crude liquid to form a polymerisation product insoluble in such a liquid.
  • a radiation source which is an ionizing radiation source selected from the group consisting of an electron beam, X-ray radiation, gamma radiation and a stream of charged particles, the frequency and radiation power of the specified source being selected so as to provide polymerizing said photopolymer dissolved in a crude liquid to form a polymerization product insoluble in such a liquid.
  • the crude liquid is isopropyl alcohol contaminated with a photopolymer.
  • the device and methods for purifying a liquid according to the invention provide the following advantages.
  • Solvent savings are achieved by reducing the number of solvent replacements in the production process - you can use one portion of the solvent to perform a large number of washes.
  • the process of cleaning 3D printing products is accelerated by eliminating the stage of solvent replacement and improving the quality of washing of finished products.
  • the proposed device is characterized by simplicity and maintainability of the design, all its components are easily replaceable and commercially available.
  • FIG. 1 is a diagram of a liquid purification device according to the invention
  • FIG. 2 is a diagram of a liquid purification device illustrated in FIG. 1, further comprising an adsorption filter.
  • FIG. 1 schematically shows an arrangement of a device comprising a crude liquid tank 8 and a cleaning unit 5 having a housing with a through internal channel 6 with a wall transparent to radiation.
  • the wall is considered transparent when radiation can pass through it and reach the contents, for example, of a crude liquid inside the channel.
  • crude liquid in the present invention refers to a liquid containing a dissolved photopolymer, before it is processed using the device of the present invention.
  • dissolved photopolymer in the context of the present invention is meant a photocurable polymer with such a degree of polymerization, including monomers, when it is in a dissolved state in a liquid from which it is separated, for example, in a crude liquid.
  • a radiation source 4 is also located, which is installed in the specified body with the possibility of directing radiation inside the specified through channel 6. Moreover, the radiation source 4 can be located anywhere in the housing, providing both direct and reflected radiation inside the channel under any angle.
  • One of the location options that provides the most effective curing of the photopolymer is the placement of radiation sources in the immediate vicinity of the through channel 6, with the possibility of emitting radiation directly in the direction of the specified through channel 6.
  • the cleaning unit also contains an inlet pipe 1 for supplying the crude liquid into the through channel 6 of the cleaning unit 5 and an outlet pipe 2 for discharging the treated liquid from the cleaning unit 5.
  • the device according to the invention comprises a mechanical cleaning filter 3 and a pump 7 for moving fluid.
  • the mechanical cleaning filter 3 may be a mechanical filter device, a centrifugation device, a decanting device, or any other device that allows the insoluble components of the mixture to be separated from the liquid.
  • the mechanical cleaning filter 3 can be located anywhere in such a closed loop, however, the preferred location is immediately after the cleaning unit in order to minimize contamination with the cured photopolymer of the other components of the device.
  • the pump 7 can be, for example, a circulation pump and can be located, for example, on the outlet pipe 2 of the cleaning unit 5 or on the inlet pipe 1 of the cleaning unit 5 with the ability to ensure the flow of the cleaned fluid in a closed loop. Similarly to the location of the mechanical cleaning filter 3, the pump 7 can be located anywhere in the closed circuit of the device, provided that it allows fluid to flow through this circuit.
  • the tank 8 for the crude liquid may be a tank for washing the resulting products.
  • Such a tank may also contain additional means for increasing the flow on the surface of the part, for example, vibrating devices or devices for the solvent supply to the part.
  • the device may not operate continuously, when after washing the product and contaminating the solvent with a photopolymer, the product is removed from the tank 8, the contaminated solvent is passed through the cleaning unit 5, and after the filter, the purified solvent is not returned to the tank 8, but discharged into a separate tank for reuse in this or another device.
  • the device contains a timer to turn off the pump 7 and / or a timer to turn off the radiation source 4 (not shown), the device can be turned on and off in a predetermined mode and at a predetermined frequency, providing the necessary processing time taking into account the concentration of pollutants, the volume of crude liquid, pump speed, etc.
  • FIG. 2 shows the same device as in FIG. 1, but further comprising an adsorption and / or absorption filter 9 connected in series after the mechanical cleaning filter 3.
  • filters allow you to separate non-photopolymerizable substances dissolved in the specified liquid, for example, dyes and other impurities that are not photopolymers within the meaning of the present invention.
  • the device operates as follows.
  • the crude liquid in the container 8 is pumped through the inlet pipe 1 to the through channel 6 of the cleaning unit 5 through the inlet pipe 1.
  • the crude liquid is exposed to electromagnetic or ionizing radiation from the radiation source 4 to provide polymerization of the dissolved photopolymer.
  • electromagnetic or ionizing radiation from the radiation source 4 to provide polymerization of the dissolved photopolymer.
  • HARZ Labs Model Natural Clear Resin photopolymers available in the online store at https: // store.harzlabs .com /
  • radiation with a different wavelength providing polymerization can be used, as is well understood by one skilled in the art.
  • a source of the same radiation can be used as when performing photopolymer 3D printing of the respective washable parts.
  • the polymerization of the dissolved photopolymer takes place, which passes from the solution to the solid phase, and the resulting polymerization product is then separated from the liquid to be cleaned using a mechanical cleaning filter 3.
  • the purified liquid if necessary, is then returned to the tank 8 for the crude liquid and continue to clean in a closed cycle in a continuous mode or periodically.
  • the liquid can be additionally passed through an absorption and / or adsorption filter 9, connected in series behind the mechanical cleaning filter 3 and designed to separate non-photopolymerizable substances dissolved in the specified liquid.
  • the resulting photopolymer solution was placed in a container, the solution from the container was circulated to the cleaning unit at a speed of 2 l / min, where it was exposed to UV radiation with a wavelength of 365 nm. After that, the liquid with the cured polymer was passed through a mechanical cleaning filter with a pore size of 5 ⁇ m (supplier OOO Evrofiltr, Russia). After the filter, the liquid was returned back to the container. After 4500 min, the density of the solution was 808 g / l, which corresponds to the removal of 168 ml of polymer from the initial 200 ml from the solution, or a degree of purification of 85%.
  • a product printed from a Formlabs Clear Resin photopolymer (methacrylic monomer, methacrylic oligomer and diphenyl- (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) was washed in a bathtub filled with ethanol for 15 minutes. Then the product was removed from the bath and the circulation of the solvent was started at a rate of 1 l / min. In the process of circulation, the solvent was subjected to UV radiation with a wavelength of 405 nm in a cleaning unit, after which the solvent was passed through a mechanical cleaning filter with a pore size of 2 ⁇ m (supplier OOO Evrofiltr, Russia). After 10 hours, the purity of alcohol was more than 90%, which allows it to be used as pure in this process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)

Abstract

Представлено устройство и способ очистки жидкости от растворенного в ней фотополимера, где устройство содержит емкость для неочищенной жидкости, очищающий узел, фильтр механической очистки и насос. Очищающий узел содержит корпус со сквозным внутренним каналом, имеющим прозрачную для излучения стенку, и источник излучения, установленный в корпусе для направления излучения внутрь канала. Указанные элементы последовательно соединены в замкнутый контур с возможностью протекания жидкости через очищающий узел. Также предложен способ очистки жидкости от растворенного фотополимера, в котором неочищенную жидкость облучают для полимеризации растворенного фотополимера. При использовании для промывки изделий фотополимерной 3D печати устройство обеспечивает повышение точности печати и повышение эффективности очистки растворителя, и исключает необходимость замены загрязненного растворителя.

Description

УСТРОЙСТВО для очистки жидкости от РАСТВОРЕННОГО ФОТОПОЛИМЕРА И СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ ОТ РАСТВОРЕННОГО ФОТОПОЛИМЕРА
Область техники
Настоящее изобретение относится к технике фотополимерной 3D печати и предназначено, в том числе, для окончательной обработки изделий, полученных методом фотополимерной 3D печати.
Предшествующий уровень техники
В последнее время широкое применение находит технология 3D печати, которая используется для производства функциональных и декоративных изделий сложной формы, основанная на послойном или объемном нанесении материала на основу в виде плоской базы или осевой заготовки.
Данная технология обеспечивает изготовление высокоточных изделий как по размеру, так и по форме, за счет чего наиболее востребованной она является при производстве функциональных изделий таких отраслей промышленности, как авиакосмическая отрасль, автомобиле- и машиностроение, медицина и другие. В частности, такие изделия все чаще используют для применения в стоматологическом протезировании, при изготовлении типографских клише для штампов (печатей), и в других областях.
Одним из основных материалов, используемых для создания изделий с помощью 3D печати, являются фотополимерные смолы, которые представляют собой жидкие полимеры, затвердевающие при воздействии электромагнитного или ионизирующего излучения. Как правило, такие материалы чувствительны к ультрафиолетовому диапазону, но также могут быть использованы и другие виды излучения.
При изготовлении изделий используют фотополимер, как правило, в виде мономера или низкомолекулярного полимера, либо смеси мономеров и олигомеров, который может содержать фотокатализаторы и фотоинициаторы. Фотополимер обычно находится в жидком состоянии, его подвергают воздействию излучения с длиной волны около 350-450 нм, при этом засвеченные зоны фотополимера полимеризуются.
В современном производстве для изготовления 3 D-печатных изделий используют различные источники света для фотовоздействия, среди них различные ультрафиолетовые источники излучения, например, кварцевые ртутные лампы среднего, высокого и низкого давления, наполненные аргоном лампы, фотографические лампы накаливания, импульсные ксеноновые лампы, электродуговые угольные светильники, высокоинтенсивные светодиоды и т. и.
Точность выполнения 3D печати зависит от многих факторов, в основном от качества материалов и конструкции принтеров. Из-за особенности фотополимерной 3D печати на точность выполнения влияет тот фактор, что отпечатанная деталь после окончания фотополимерной печати покрыта слоем неполимеризованного фотополимера, который сглаживает и закрывает все мелкие элементы модели. Это особенно критично в случае, когда напечатанные изделия имеют сложный рельеф поверхности и большое количество углублений, полостей, изгибов, выступов и других сложнодоступных мест. Если напечатанное изделие не промыть, то значительно ухудшаются его характеристики, такие как точность размерных параметров и детализация. Чтобы получить мелкие элементы модели с высокой точностью, необходимо тщательно удалить остатки неполимеризованного фотополимера с поверхности модели.
Таким образом, для возможности эксплуатации полученного изделия необходимо сразу же после изготовления удалить загрязнения с поверхности, для чего после воздействия излучения неполимеризованные остатки обычно смывают с помощью растворителя (например, изопропиловый спирт), в котором полимеризованный фотополимер растворяется очень плохо. Чтобы хорошо промыть изделие, нужен чистый растворитель и обеспечение его течения на поверхности детали. Самые сложные и глубокие элементы необходимо промывать под напором струи растворителя.
Соответственно, в этом случае используемый растворитель сразу же после первой промывки загрязняется фотополимером, то есть это уже не чистый растворитель, а раствор полимера в растворителе. Такой раствор имеет худшие характеристики, и после извлечения изделия и испарения растворителя с его поверхности на изделии остается фотополимер, который скапливается на поверхности и мелких элементах. Качество каждой следующей промывки ухудшается, и с каждой промывкой качество растворителя все более снижается, очень быстро доходя до полной непригодности .
На практике растворитель необходимо заменять уже после нескольких промывок, чтобы избежать негативных эффектов загрязнения. Операция замены растворителя занимает время, что негативно сказывается на скорости и себестоимости работ. Кроме того, необходимость постоянно заменять растворитель влечет его существенный расход. Дополнительным фактором, негативно влияющим на стоимость процесса, является то, что загрязнённый растворитель относится к классу опасных отходов, и должен утилизироваться особым способом, что также экономически нецелесообразно.
Помимо всего вышеперечисленного, для регулярной замены растворителя требуется хранить запас чистого растворителя, что также является небезопасным и требует соответствующим образом оборудованных помещений.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание устройства для очистки жидкости (растворителя) от растворенного в ней фотополимера в замкнутом цикле, которое может быть использовано при промывке изделий фотополимерной 3D печати и позволяет избежать вышеуказанных проблем.
В уровне техники хорошо известны различные физические, химические или физико-химические способы очистки растворителей от загрязнений.
Химические способы подразумевают обработку загрязненного растворителя различными реагентами, путем их химического связывания/превращения с последующим отделением различными способами. Однако химические способы не применимы в случае изделий 3D печати, поскольку требуют использования дополнительных реагентов и, зачастую, сложных реакционных систем, а также дополнительных мер для удаления остатков реагентов из растворителя.
Среди физических способов можно выделить ректификацию с охлаждением и сбором дистиллята.
Подобные технологии хорошо известны, например, в документе JP 2001072623 раскрыт способ очистки органических растворителей, заключающийся в том, что в куб загружают исходный растворитель, нагревают его в кубе до температуры кипения и направляют пары в ректификационную колонну. Затем пары конденсируют в дефлегматоре, откуда конденсат через сепаратор подают в верхнюю часть ректификационной колонны в виде флегмы, которая, контактируя с парами растворителя, конденсирует его труднолетучие компоненты. Растворитель в виде жидкой фазы, обогащенной труднолетучими компонентами, направляют обратно в куб с формированием в кубе таким образом остатка, а пары растворителя, обогащенные легколетучими несконденсированными компонентами, направляют в дефлегматор, в котором их охлаждают и конденсируют. Затем часть конденсата направляют в виде флегмы в ректификационную колонну, а другую часть конденсата в качестве продукта перегонки - в емкости для сбора продукта перегонки. В документе US2006287213 А1 описано известно устройство для очистки растворителей от растворенных в них загрязнений путем нагрева растворителя до газообразного состояния, сбора не перешедших в газообразное состояние загрязняющих веществ и последующего охлаждения очищенного растворителя. Устройство содержит нагревательный элемент для нагрева загрязненного растворителя для его перевода в газообразное состояние, контейнер для сбора загрязняющих веществ, которые не переходят в газообразное состояние, и охлаждающий элемент для охлаждения газообразного растворителя до жидкого состояния после того, как загрязняющие вещества, которые не превращаются в газообразное состояние, были собраны в контейнере для сбора.
Недостатком вышеуказанных технических решений является энергоемкость и пожароопасность устройства.
Другим известным способом очистки и обеззараживания жидкости является обработка загрязненной жидкости озоно-воздушной смесью при интенсивном перемешивании, как описано в документе RU 140860 Ш. Известное устройство предназначено для очистки таких жидкостей, как молоко, соки, вина, питьевая и сточная вода в коммунальном хозяйстве. Устройство обеспечивает очистку от биологических загрязнений (бактерий, вирусов), химических примесей (солей тяжелых металлов, хлорорганики, цианистых соединений). Устройство содержит бактерицидную лампу с защитным кварцевым чехлом, расположенную внутри цилиндрического корпуса с образованием кольцевой полости между стенками кварцевого чехла и корпуса. В указанную кольцевую полость подается очищаемая жидкость и озоно-воздушная смесь. Устройство также содержит насос лопастного или роторного типа для смешивания озоно -воздушной смеси, полученной в полости кварцевого чехла, с исходной жидкостью, последовательно подключенный фильтр и эжектор для подачи очищенной в фильтре жидкости в полость, образованную между кварцевым чехлом и цилиндрическим корпусом. В описанном устройстве жидкость и озон поступают в рабочую камеру насоса, где происходит их интенсивное перемешивание в центробежном поле, создаваемом в жидкости. При этом из-за разницы плотностей смешиваемых компонентов легкая фаза (озоно- воздушная смесь) перемещается от периферии рабочей камеры к центру, а тяжелая - жидкость, движется от центра к периферии, и за счет этого достигается максимально возможная реакционная способность процесса окисления - очистки от загрязняющих веществ и обеззараживания. При взаимодействии с озоном ионы металлов образуют нерастворимые гидроксильные вещества, которые извлекаются фильтрацией.
Недостатками этого технического решения являются конструктивная сложность устройства и невозможность его использования для очистки растворителя (например, изопропилового спирта) от неполимеризованного фотополимера в устройстве для промывки изделий фотополимерной 3D печати, поскольку озоно-воздушная смесь может вызвать воспламенение растворителя и растворенного фотополимера.
Таким образом, вышеописанные способы очистки не применимы для случаев очистки растворителей от фотополимера, и существует потребность создать простое в эксплуатации, недорогое устройство, которое можно будет использовать в области 3D печати как в производствах большого масштаба, так и при небольшой загрузке, например, в домашних условиях.
Раскрытие изобретения
Указанная выше задача решается с помощью устройства и способов очистки жидкости по изобретению.
Предлагаемое устройство для очистки жидкости от растворенного в ней фотополимера по изобретению содержит емкость для неочищенной жидкости и очищающий узел, имеющий корпус со сквозным внутренним каналом, выполненным с возможностью протекания через указанный канал неочищенной жидкости. Стенка сквозного внутреннего канала выполнена прозрачной для излучения.
Внутри корпуса очищающего узла также расположен источник излучения, установленный в указанном корпусе с возможностью направления излучения внутрь указанного канала.
Очищающий узел также содержит впускной патрубок для подачи неочищенной жидкости внутрь сквозного канала очищающего узла и выпускной патрубок для выпуска обработанной жидкости из очищающего узла.
Также устройство содержит фильтр механической очистки и насос для перемещения жидкости.
При этом указанные элементы устройства последовательно соединены в замкнутый контур с возможностью протекания жидкости через сквозной внутренний канал очищающего узла.
В одном из вариантов реализации устройства для очистки жидкости фильтр механической очистки расположен на выпускном патрубке очищающего узла или на впускном патрубке очищающего узла.
В одном из вариантов реализации устройства для очистки жидкости насос расположен на выпускном патрубке очищающего узла или на впускном патрубке очищающего узла с возможностью обеспечивать протекание жидкости по замкнутому контуру.
В одном из вариантов реализации устройства для очистки жидкости источник излучения представляет собой источник электромагнитного излучения, выбранного из группы, включающей в себя видимый свет, ультрафиолетовое (УФ) излучение, рентгеновское излучение и гамма- излучение, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации. В одном из вариантов реализации устройства для очистки жидкости источник излучения представляет собой источник ионизирующего излучения, выбранного из группы, включающей в себя электронный пучок, рентгеновское излучение, гамма-излучение и поток заряженных частиц, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации.
В одном из вариантов реализации устройство для очистки жидкости предназначено для очистки жидкости, используемой при очистке изделий, полученных методом фотополимерной 3D печати.
В одном из вариантов реализации устройства для очистки жидкости емкость для неочищенной жидкости представляет собой бак для промывки изделий, полученных методом фотополимерной 3D печати.
В одном из вариантов реализации устройство для очистки жидкости дополнительно содержит таймер отключения циркуляционного насоса и/или таймер отключения источника излучения.
В одном из вариантов реализации устройство для очистки жидкости дополнительно содержит адсорбционный и/или абсорбционный фильтр, подключенный последовательно после фильтра механической очистки.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ очистки жидкости от растворенного в ней фотополимера, в котором используют устройство для очистки жидкости, описанное выше, и в котором:
подают неочищенную жидкость в сквозной канал очищающего узла, где сквозной канал выполнен с возможностью протекания через указанный канал неочищенной жидкости;
подвергают неочищенную жидкость в указанном сквозном канале воздействию электромагнитного или ионизирующего излучения от источника излучения для обеспечения полимеризации растворенного в такой жидкости неполимеризованного фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации; и
отделяют полученный продукт полимеризации от очищаемой жидкости.
В одном варианте осуществления способа очистку осуществляют в замкнутом цикле, и очищенную жидкость возвращают в емкость для неочищенной жидкости.
В одном варианте осуществления способа очистку выполняют в непрерывном режиме.
В одном варианте осуществления способа для перемещения жидкости используют насос.
В одном варианте осуществления способа продукт полимеризации отделяют от неочищенной жидкости с помощью фильтра механической очистки.
В одном варианте осуществления способа источник излучения включают периодически в зависимости от очищаемого объема и/или концентрации растворенного в неочищенной жидкости фотополимера.
В одном варианте осуществления способа жидкость дополнительно пропускают через абсорбционный и/или адсорбционный фильтр для отделения нефотополимеризуемых веществ, растворенных в указанной жидкости.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ очистки жидкости от растворенного в ней фотополимера, в котором неочищенную жидкость подвергают воздействию электромагнитного или ионизирующего излучения для обеспечения полимеризации растворенного в такой жидкости неполимеризованного фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации; а затем отделяют полученный продукт полимеризации от неочищенной жидкости. В одном варианте осуществления способа используют источник излучения, который представляет собой источник электромагнитного излучения, выбранного из группы, включающей в себя видимый свет, УФ излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации.
В одном варианте осуществления способа используют источник излучения, который представляет собой источник ионизирующего излучения, выбранного из группы, включающей в себя электронный пучок, рентгеновское излучение, гамма-излучение и поток заряженных частиц, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации.
В одном варианте осуществления способа неочищенная жидкость представляет собой изопропиловый спирт, загрязненный фотополимером.
Устройство и способы очистки жидкости по изобретению обеспечивают следующие преимущества.
Значительно повышается качество используемого растворителя, которое достигается за счет включения очищающего узла в замкнутый цикл, что позволяет осуществлять непрерывную очистку растворителя с необходимой скоростью и интенсивностью.
Достигается экономия растворителя за счет снижения количества замен растворителя в производственном процессе - можно использовать одну порцию растворителя для выполнения большого количества промывок. Процесс очистки изделий 3D печати ускоряется за счет устранения стадии замены растворителя и повышения качества промывки готовых изделий.
Также предлагаемое устройство характеризуется простотой и ремонтопригодностью конструкции, все его компоненты являются легко заменяемыми и коммерчески доступными.
Краткое описание чертежей
Вышеуказанные и другие аспекты настоящего изобретения станут понятны специалисту в данной области техники при ознакомлении с сопроводительными чертежами и нижеследующим подробным описанием представленных вариантов осуществления.
На Фиг. 1 представлена схема устройства очистки жидкости по изобретению;
На Фиг. 2 представлена схема устройства очистки жидкости, проиллюстрированного на Фиг. 1 , дополнительно содержащего адсорбционный фильтр.
Осуществление изобретения
Варианты осуществления изобретения описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи. Тем не менее, следует понимать, что описанные варианты осуществления данного изобретения приведены исключительно в качестве примеров, которые могут быть осуществлены в различных формах. Фигуры необязательно приведены в масштабе, и некоторые признаки могут быть увеличены или уменьшены с целью изображения деталей конкретных элементов. Конкретные конструкционные и функциональные особенности, изложенные в настоящем описании изобретения, не могут быть истолкованы как ограничивающие, и приведены лишь в качестве наглядного примера для ознакомления специалистов в данной области техники с вариантами применения раскрытой сущности изобретения. На Фиг. 1 схематически показана компоновка устройства, содержащего емкость 8 для неочищенной жидкости и очищающий узел 5, имеющий корпус со сквозным внутренним каналом 6 со стенкой, прозрачной для излучения.
При этом в контексте настоящего изобретения стенка считается прозрачной, когда излучение может пройти сквозь нее и достичь содержимого, например, неочищенной жидкости, находящейся внутри канала.
Под термином «неочищенная жидкость» в настоящем изобретении понимается жидкость, содержащая растворенный фотополимер, до ее обработки с помощью устройства по настоящему изобретению.
Под растворенным фотополимером в контексте настоящего изобретения понимается фотоотверждаемый полимер с такой степенью полимеризации, включая мономеры, когда он находится в растворенном состоянии в жидкости, от которой его отделяют, например, в неочищенной жидкости.
Внутри корпуса очищающего узла 5 также расположен источник 4 излучения, установленный в указанном корпусе с возможностью направления излучения внутрь указанного сквозного канала 6. При этом источник 4 излучения может быть расположен в любом месте корпуса, обеспечивая как прямое, так и отраженное попадание излучения внутрь канала под любым углом. Одним из вариантов расположения, которое обеспечивает наиболее эффективное отверждение фотополимера, является размещение источников излучения в непосредственной близости от сквозного канала 6, с возможностью испускания излучения непосредственно в сторону указанного сквозного канала 6.
Очищающий узел также содержит впускной патрубок 1 для подачи неочищенной жидкости внутрь сквозного канала 6 очищающего узла 5 и выпускной патрубок 2 для выпуска обработанной жидкости из очищающего узла 5.
Устройство по изобретению содержит фильтр 3 механической очистки и насос 7 для перемещения жидкости. При этом в контексте настоящего изобретения фильтром 3 механической очистки может быть может быть механическое фильтрующее устройство, устройство для центрифугирования, устройство для декантирования или любое другое устройство, которое позволяет отделить нерастворимые компоненты смеси от жидкости. В варианте воплощения, когда компоненты устройства объединены в замкнутый цикл, фильтр 3 механической очистки может быть расположен в любом месте такого замкнутого контура, однако предпочтительным расположением является непосредственно после очищающего узла, чтобы минимизировать загрязнение отвержденным фотополимером других компонентов устройства.
Насос 7 может представлять собой, например, циркуляционный насос и располагаться, например, на выпускном патрубке 2 очищающего узла 5 или на впускном патрубке 1 очищающего узла 5 с возможностью обеспечивать протекание очищаемой жидкости по замкнутому контуру. Аналогично расположению фильтра 3 механической очистки, насос 7 может быть расположен в любом месте замкнутого контура устройства, при условии, что он обеспечивает прокачку жидкости через этот контур.
При этом при использовании устройства для очистки жидкости, используемой при очистке изделий, полученных методом фотополимерной 3D печати, емкость 8 для неочищенной жидкости может представлять собой бак для промывки полученных изделий. Такой бак также может содержать дополнительные средства для увеличения течения на поверхности детали, например, вибрационные устройства или устройства струйной подачи растворителя на деталь. В альтернативном варианте осуществления устройство может работать не в непрерывном режиме, когда после промывки изделия и загрязнения растворителя фотополимером изделие вынимают из емкости 8, пропускают загрязненный растворитель через очищающий узел 5, а после фильтра очищенный растворитель не возвращают в емкость 8, а сливают в отдельный резервуар для повторного использования в этом или другом устройстве.
Если устройство содержит таймер отключения насоса 7 и/или таймер отключения источника 4 излучения (не показаны), устройство может быть включено и отключено в заранее заданном режиме и с заранее заданной периодичностью, обеспечивая необходимое время обработки с учетом концентрации загрязняющих веществ, объема неочищенной жидкости, скорости перемещения насоса и др.
На Фиг. 2 показано то же устройство, что и на Фиг. 1, но дополнительно содержащее адсорбционный и/или абсорбционный фильтр 9, подключенный последовательно после фильтра 3 механической очистки. Такие фильтры позволяют отделять нефотополимеризуемые вещества, растворенные в указанной жидкости, например, красители и другие примеси, которые не являются фотополимерами по смыслу настоящего изобретения.
Устройство работает следующим образом.
Неочищенную жидкость, находящуюся в емкости 8, с помощью насоса 7 подают через впускной патрубок 1 в сквозной канал 6 очищающего узла 5. В сквозном канале 6, имеющем прозрачную стенку, неочищенную жидкость подвергают воздействию электромагнитного или ионизирующего излучения от источника 4 излучения для обеспечения полимеризации растворенного фотополимера. Например, фотополимеры марки HARZ Labs Model Natural Clear Resin (доступен в интернет магазине по адресу https :// store.harzlabs .com/) полимеризуются под действием УФ излучения с длиной волны от 350 до 405 нм. Для других полимеров может использоваться излучение с другой длиной волны, обеспечивающей полимеризацию, как хорошо понятно специалисту в данной области. В частности, для обработки неочищенной жидкости может быть использован источник такого же излучения, как и при осуществлении фотополимерной 3D печати соответствующих промываемых деталей.
В результате в сквозном канале 6 происходит полимеризация растворенного фотополимера, который из раствора переходит в твердую фазу, и полученный продукт полимеризации затем отделяют от очищаемой жидкости с помощью фильтра 3 механической очистки.
Очищенную жидкость, если необходимо, затем возвращают в емкость 8 для неочищенной жидкости и продолжают очистку в замкнутом цикле в непрерывном режиме или периодически.
Для улучшения качества очистки жидкость можно дополнительно пропускать через абсорбционный и/или адсорбционный фильтр 9, подключенный последовательно за фильтром 3 механической очистки и предназначенный для отделения нефотополимеризуемых веществ, растворенных в указанной жидкости.
Ниже приведены примеры использования устройства по изобретению для очистки растворителя от фотополимера. Качество очистки жидкости согласно примерам 1-2 контролировали с помощью ареометра АОН-1 760- 820, АОН-1 820-880 ГОСТ 18481-81.
Пример 1
В смеси изопропилового и этилового спирта плотностью 806 г/л растворяли 200 мл фотополимера, представляющего собой смесь полиэтиленгликоль диметакрилата, уретан-метакрилового олигомера, 2- гидроксиэтилметакрилата и фотоинициатора дифенил(2,4,6- триметилбензоил)фосфин оксида (фотополимер марки HARZ Labs Model Natural Clear Resin, поставщик Harz Labs, Россия). В результате плотность раствора повысилась до 828 г/л из расчёта 0,11 г/л на 1 г фотополимера. Полученный раствор фотополимера помещали в емкость, раствор из емкости циркулировали в очищающий узел со скоростью 2 л/мин, где подвергали воздействию УФ излучения с длиной волны 365 нм. После этого жидкость с отвержденным полимером пропускали через фильтр механической очистки с размером пор 5 мкм (поставщик ООО «Еврофильтр», Россия). После фильтра жидкость возвращали обратно в емкость. Через 4500 мин плотность раствора составила 808 г/л, что соответствует удалению из раствора 168 мл полимера из исходных 200 мл, или степени очистки 85%.
Пример 2
Изделие, напечатанное из фотополимера Formlabs Clear Resin (метакриловый мономер, метакриловый олигомер и дифенил-(2,4,6- триметилбензоил)фосфин оксид), промывали в ванне, наполненной этиловым спиртом в течение 15 минут. Затем изделие удаляли из ванны и запускали циркуляцию растворителя со скоростью 1 л/мин. В процессе циркуляции растворитель подвергали в очищающем узле воздействию УФ излучения с длиной волны 405 нм, после чего растворитель пропускали через фильтр механической чистки с размером пор 2 мкм (поставщик ООО «Еврофильтр», Россия). Через 10 часов чистота спирта составила более 90%, что позволяет его использовать как чистый в данном процессе.
Вышеприведенные результаты демонстрируют, что устройство и способы по изобретению позволяют быстро и эффективно очистить растворитель от растворенного в нем в различной степени фотополимера.
Раскрытые выше конкретные примеры осуществления приведены для целей иллюстрирования и описания. Их не следует толковать как исчерпывающие или ограничивающие изобретение именно раскрытыми формами. При этом следует понимать, что возможны разнообразные модификации и изменения, следующие из раскрытой в настоящем описании идеи изобретения. Объем защиты определен пунктами прилагаемой формулы изобретения и их эквивалентами.

Claims

Формула изобретения
1. Устройство для очистки жидкости от растворенного в ней фотополимера, содержащее:
емкость для неочищенной жидкости;
очищающий узел, содержащий следующие элементы:
корпус со сквозным внутренним каналом, имеющим стенку, прозрачную для излучения, где указанный канал выполнен с возможностью протекания через указанный канал неочищенной жидкости, и
источник излучения, установленный в указанном корпусе с возможностью направления излучения внутрь указанного канала;
впускной патрубок очищающего узла;
выпускной патрубок очищающего узла;
фильтр механической очистки;
насос;
причем указанные элементы последовательно соединены в замкнутый контур с возможностью протекания жидкости через сквозной внутренний канал очищающего узла.
2. Устройство для очистки жидкости по п. 1, в котором фильтр механической очистки расположен на выпускном патрубке очищающего узла или на впускном патрубке очищающего узла.
3. Устройство для очистки жидкости по п. 1 или 2, в котором насос расположен на выпускном патрубке очищающего узла или на впускном патрубке очищающего узла с возможностью обеспечивать протекание жидкости по замкнутому контуру.
4. Устройство для очистки жидкости по любому из п.п 1-3, в котором источник излучения представляет собой источник электромагнитного излучения, выбранного из группы, включающей в себя видимый свет, УФ излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации.
5. Устройство для очистки жидкости по любому из п.п. 1 -3, в котором источник излучения представляет собой источник ионизирующего излучения, выбранного из группы, включающей в себя электронный пучок, рентгеновское излучение, гамма-излучение и поток заряженных частиц, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации.
6. Устройство для очистки жидкости по любому из предшествующих пунктов, которое предназначено для очистки жидкости, используемой при очистке изделий, полученных методом фотополимерной 3D печати.
7. Устройство для очистки жидкости по и. 6, в котором емкость для неочищенной жидкости представляет собой бак для промывки изделий, полученных методом фотополимерной 3D печати.
8. Устройство для очистки жидкости по любому из предшествующих пунктов, которое дополнительно содержит таймер отключения циркуляционного насоса и/или таймер отключения источника излучения.
9. Устройство для очистки жидкости по любому из предшествующих пунктов, которое дополнительно содержит адсорбционный и/или абсорбционный фильтр, подключенный последовательно после фильтра механической очистки.
10. Способ очистки жидкости от растворенного в ней фотополимера, в котором используют устройство для очистки жидкости по любому из п.п. 1-9, и в котором: подают неочищенную жидкость в сквозной канал очищающего узла, где сквозной канал выполнен с возможностью протекания через указанный канал неочищенной жидкости;
подвергают неочищенную жидкость в указанном сквозном канале воздействию электромагнитного или ионизирующего излучения от источника излучения для обеспечения полимеризации растворенного в такой жидкости неполимеризованного фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации;
отделяют полученный продукт полимеризации от очищаемой жидкости.
11. Способ очистки жидкости по п. 10, в котором очистку осуществляют в замкнутом цикле, и очищенную жидкость возвращают в емкость для неочищенной жидкости.
12. Способ очистки жидкости по п. 11, в котором очистку выполняют в непрерывном режиме.
13. Способ очистки жидкости по любому из п.п. 10-12, в котором для перемещения жидкости используют насос.
14. Способ очистки жидкости по любому из п.п. 10-13, в котором продукт полимеризации отделяют от жидкости с помощью фильтра механической очистки.
15. Способ очистки жидкости по любому из п.п. 10-14, в котором источник излучения включают периодически в зависимости от очищаемого объема и/или концентрации растворенного в неочищенной жидкости фотополимера.
16. Способ очистки жидкости по любому из п.п. 10-15, в котором жидкость дополнительно пропускают через абсорбционный и/или адсорбционный фильтр для отделения нефотополимеризуемых веществ, растворенных в указанной жидкости.
17. Способ очистки жидкости от растворенного в ней фотополимера, в котором подвергают неочищенную жидкость воздействию электромагнитного или ионизирующего излучения для обеспечения полимеризации растворенного в такой жидкости неполимеризованного фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации и отделяют полученный продукт полимеризации от указанной жидкости.
18. Способ очистки жидкости по и. 17, в котором в качестве источника излучения используют источник электромагнитного излучения, выбранного из группы, включающей в себя видимый свет, УФ излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации.
19. Способ очистки жидкости по и. 17, в котором в качестве источника излучения используют источник ионизирующего излучения, выбранного из группы, включающей в себя электронный пучок, рентгеновское излучение, гамма-излучение и поток заряженных частиц, причем частота и мощность излучения указанного источника выбрана таким образом, чтобы обеспечивать полимеризацию указанного растворенного в неочищенной жидкости фотополимера с образованием нерастворимого в такой жидкости продукта полимеризации .
20. Способ очистки жидкости по любому из п.п. 17-19, в котором неочищенная жидкость представляет собой изопропиловый спирт, загрязненный фотополимером.
PCT/RU2019/050145 2018-09-10 2019-09-10 Устройство для очистки жидкости от растворенного фотополимера и способы очистки жидкости от растворенного фотополимера WO2020055289A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132216 2018-09-10
RU2018132216A RU2693768C1 (ru) 2018-09-10 2018-09-10 Устройство для промывки изделий фотополимерной 3d печати

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020055289A1 true WO2020055289A1 (ru) 2020-03-19

Family

ID=67251774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/050145 WO2020055289A1 (ru) 2018-09-10 2019-09-10 Устройство для очистки жидкости от растворенного фотополимера и способы очистки жидкости от растворенного фотополимера

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2693768C1 (ru)
WO (1) WO2020055289A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT525049B1 (de) * 2021-11-26 2022-12-15 Cubicure Gmbh Verfahren zur Reinigung von mittel eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0254550A1 (en) * 1986-07-23 1988-01-27 Sumitomo Heavy Industries, Ltd Treatment of photoresist materials containing waste solution
DE4442712C1 (de) * 1994-12-01 1996-03-14 Krause Biagosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Entwickeln von Druckplatten
US20100249486A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Meir Bar Nathan Apparatus and method for handling photocurable fluid waste
WO2012085914A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-28 Objet Ltd. Method and system for reuse of materials in additive manufacturing systems
US20120195994A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-02 Global Filtration Systems Method and apparatus for making three-dimensional objects from multiple solidifiable materials

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1497281A1 (ru) * 1987-10-12 1989-07-30 Каменец-Подольский Электромеханический Завод Устройство дл промывки деталей с пониженным расходом воды
RU2040316C1 (ru) * 1992-01-10 1995-07-25 Наиля Анваровна Лутфуллина Установка очистки рабочих жидкостей
US7253253B2 (en) * 2005-04-01 2007-08-07 Honeywell Federal Manufacturing & Technology, Llc Method of removing contaminants from plastic resins
RU140860U1 (ru) * 2013-11-01 2014-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Экосистемы" Комплекс очистки и обеззараживания жидкости

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0254550A1 (en) * 1986-07-23 1988-01-27 Sumitomo Heavy Industries, Ltd Treatment of photoresist materials containing waste solution
DE4442712C1 (de) * 1994-12-01 1996-03-14 Krause Biagosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Entwickeln von Druckplatten
US20100249486A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Meir Bar Nathan Apparatus and method for handling photocurable fluid waste
WO2012085914A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-28 Objet Ltd. Method and system for reuse of materials in additive manufacturing systems
US20120195994A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-02 Global Filtration Systems Method and apparatus for making three-dimensional objects from multiple solidifiable materials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT525049B1 (de) * 2021-11-26 2022-12-15 Cubicure Gmbh Verfahren zur Reinigung von mittel eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen
AT525049A4 (de) * 2021-11-26 2022-12-15 Cubicure Gmbh Verfahren zur Reinigung von mittel eines lithographischen generativen Fertigungsverfahrens hergestellten Bauteilen

Also Published As

Publication number Publication date
RU2693768C1 (ru) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104671611B (zh) 一种达标处理电镀废水并回收水中重金属的工艺方法
US20160176738A1 (en) Recycling apparatus of rinsing wastewater for electropainting
WO2020055289A1 (ru) Устройство для очистки жидкости от растворенного фотополимера и способы очистки жидкости от растворенного фотополимера
CN101857321A (zh) 反渗透浓水和高含盐量复杂废水处理与回用方法及设备
US11597668B2 (en) Methods and systems for zero liquid discharge recycling of waste generated from manufacturing operations
CN112624451A (zh) 一种光催化多级膜分离耦合污水处理系统
JPH0526187U (ja) 光化学反応処理を行う紫外線照射装置
JP2007021408A (ja) 水処理装置及び方法
JP2020142178A (ja) 超純水製造装置及び超純水製造装置の運転方法
Sevimli et al. A new approach to determine the practical ozone dose for color removal from textile wastewater
CN211004887U (zh) 一种垃圾焚烧电站生产废水处理系统
KR20140130956A (ko) 수처리 시스템
WO2020144156A1 (en) Solvent recovery and waste isolation from additive manufactured object cleaning
RU2560837C2 (ru) Способ очистки жидких радиоактивных отходов
CN101891325A (zh) 化学氧化与双膜法联合处理回用水方法
JP2002079689A (ja) インクカートリッジの洗浄方法
JP3539992B2 (ja) 超純水製造装置
JP2003340458A (ja) 機能水の回収方法
JPH1128482A (ja) 純水製造方法
CN110759574A (zh) 一种环保型水处理设备
RU2790709C1 (ru) Способ очистки фильтрата полигонов ТКО
KR20140136563A (ko) 수처리용 분리막 모듈의 세정 시스템 및 그 세정 방법
CN113767071B (zh) 半导体制造用/液晶制造用和电子部件用洗涤水处理装置以及半导体制造用/液晶制造用和电子部件用洗涤水处理方法
US20230295027A1 (en) Systems and methods for producing ultrapure water for semiconductor fabrication processes
KR101910095B1 (ko) 오폐수 정화 및 재사용 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19801638

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19801638

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1