WO2023075638A1 - Device for storage and automatic feed of 3d printing material - Google Patents

Device for storage and automatic feed of 3d printing material Download PDF

Info

Publication number
WO2023075638A1
WO2023075638A1 PCT/RU2021/000578 RU2021000578W WO2023075638A1 WO 2023075638 A1 WO2023075638 A1 WO 2023075638A1 RU 2021000578 W RU2021000578 W RU 2021000578W WO 2023075638 A1 WO2023075638 A1 WO 2023075638A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storing
stepper motor
selective
automatically feeding
gears
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000578
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Валентинович МИХАЙЛЕНКО
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СКАНИ"
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 "СКАНИ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СКАНИ"
Publication of WO2023075638A1 publication Critical patent/WO2023075638A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321—Feeding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Definitions

  • the invention relates to the field of additive technologies and can be used for the manufacture of three-dimensional (3D) parts in automatic mode.
  • a known system for selecting and changing threads of different colors and/or different materials for the manufacture of three-dimensional parts by FDM printing (European patent No. , in which between the storage device for all used threads and the extruder there are thread selectors for each thread and separator blocks for separating the previously used thread, and that each of the used threads has a switching device that can additionally move the corresponding thread to the feed position to advance through drive unit at a certain speed so that the filament can advance unhindered, preferably by means of an extruder, wherein the selector forms a section of the conveyor path from the storage device to the extruder, and the switching device and the drive unit are at least periodically adjusted so that the newly used the thread was advancing behind the previously used thread at a higher feed rate than the feed rate of the previously used thread.
  • a significant disadvantage of this system is the lack of a thread extraction function.
  • the thread is not removed at the end, but is pushed by the next thread, and at a faster speed. This can cause the pushing thread to get into the spacer with the pushed thread and get stuck, and the feeder will fray it, as a result of which the feed will stop.
  • the system lacks synchronization of the extruder filament feed and the material feed mechanism. This means that the material that is printed by the extruder must either be pressed through, or it is pressed through during the printing process. The first leads to idle time, and the second to retracts, in which the pushed thread is fed to the side of the pushing thread, so the threads can wedged each other in the supply tube. Disclosure of invention
  • the objective of the claimed invention is to create an automated device with automatic supply, extraction and change of material with the possibility of multi-day serial round-the-clock production of three-dimensional parts without the need for the presence of a printer operator.
  • the technical result is to increase productivity and reduce labor costs by automating the supply, extraction and change of material.
  • the device for storing and automatically supplying material includes a selective material supply unit, a material trimming mechanism and a block for storing and winding material on reels, while the selective material supply unit contains a shaft with gears driven by the first stepper motor, a clamping mechanism with bearings installed with the possibility of pressing the material to the gears to move it, while the clamping mechanism includes movable arms with magnets that are able to interact with a movable magnet moved by a second stepper motor and a belt drive to select a given material; the material cutting mechanism includes a drum driven by a third stepper motor with two diametrically located grooves for the passage of material and knives for cutting material during the reverse stroke; the material storage and winding unit contains a coil rotation mechanism, consisting of a movable platform, made with the possibility of longitudinal movement by means of the fourth stepper motor and a belt drive to the selected coil, and a bidirectional wheel mounted on the shaft of the fifth stepper motor, a front shaft and a rear shaft with them
  • Fig. 1 Top view of the selective material feed unit.
  • Fig. 2 Side view in section of the selective material supply unit.
  • Fig. 3 Side view of the trimming mechanism.
  • Fig. 4 Top view of the block for storing and winding material on reels.
  • the device for storing and automatically feeding material for 3D printing includes a selective material supply unit, a material trimming mechanism, and a material storage and winding unit on reels.
  • the selective material feed unit is located at the top of the device and is designed to transfer material to the feed tube.
  • the selective material feed unit includes a shaft with gears (1), the first stepper motor (2), which ensures the rotation of the shaft with gears (1), a mechanism for pressing the material with bearings (3) to the gears (1) for moving the material, input channels (4) for supplying material to the gears (1), and output channels (5), combined into one common channel (6), leading to the supply tube.
  • the clamping mechanism includes movable arms (9) with magnets (10) that can interact with a movable magnet (11) moved by a second stepper motor (12) and a belt drive (13) to select a given material.
  • movable arms (9) with magnets (10) that can interact with a movable magnet (11) moved by a second stepper motor (12) and a belt drive (13) to select a given material.
  • end sensors (14) of the extreme positions are installed.
  • Plungers (15) are provided on the side panels for quick removal and ease of maintenance of the selective material feed unit.
  • the material trimming mechanism includes a drum (16), a third stepper motor (17), rotating the drum (16) by means of a belt drive (18), and a container for collecting scraps (not shown in the drawing).
  • the drum (16) is made with two diametrically located grooves for unhindered passage of the material and knives for trimming the material during the reverse stroke.
  • a mechanical inductive limit sensor (19) for the presence of material is installed in front of the supply tube.
  • the unit for storing and winding material on spools is located in the lower part of the device and is designed to accommodate several spools with materials of different sizes at the same time and with the possibility of repeated re-extraction and refilling of the material.
  • the material storage and winding unit is used to wind the extracted material from the feed channels of the selective feed unit back onto the coil.
  • the block for storing and winding the material contains a mechanism for rotating the coil, consisting of a movable platform (20) made with the possibility of longitudinal movement by means of the fourth stepper motor (21) and a belt drive (22) to the selected coil, and bidirectional wheel (23) mounted on the shaft of the fifth stepper motor (24), the front shaft (25) and the rear shaft (26), and the rollers (27, 28) mounted on them, which serve as a support for the coils, while the rollers (27) front shaft (25) are configured to be paired with a bidirectional wheel (23) to transfer the rotational motion of the bidirectional wheel (23) to the selected coil for winding.
  • the front and rear rollers (27, 28) are silicone coated to increase friction.
  • the number of rollers (27, 28) of the front and rear shafts in the material storage and winding unit, input and output channels (4, 5), gears (1), bearings (3) and movable arms (9) in the selective feed unit corresponds to the number of coils .
  • the device works as follows.
  • the operator brings the tip of the material into the inlet channel (4) of the selective material supply unit until the end sensor (7) of the material presence is triggered and enters information about the color and type of material into the program.
  • the material specified in the print job is selected for feeding.
  • the second stepper motor (12) is started, which ensures the movement of the movable magnet (I) to a certain magnet (10).
  • the mobile magnet (11), acting on the magnet (10) raises the arm (9).
  • the arm (9) is pressed against the bearing (3), the material is pressed against the gear (1).
  • the first stepper motor (2) rotates the shaft with gears (1) and the selected material passes between the bearing (3) and gear (1), the end sensor (8) of the presence of the material of the selective feed unit is activated. After that, the feed channels are straightened into one common channel (6) in the center and the material enters the feed tube through the trimming mechanism. In the unloading mode, the first stepper motor (2) runs in reverse and the gears (1) pull the material. At the same time, the reel rotation mechanism is started. When the material end sensor (19) passes in front of the feed tube, the movement of the material is stopped and the trimming mechanism is activated.
  • the cutting mechanism has two positions. In the material feed mode, the material passes freely through the groove of the drum (16) of the trimming mechanism. When extracting the material, the drum (16) is rotated by 180 degrees, the deformed part of the material is broken off and cut off with knives as a result of the drum (16) scrolling. After scrolling the drum (16), the process of extracting and winding the material back onto the coil starts.
  • the fourth step motor (21) of the storage and winding unit moves the spool rotation mechanism by means of a belt drive (22) to a specific spool, the fifth step motor (24) of the spool mechanism rotates the bidirectional wheel (23), the bidirectional wheel (23) transmits the rotation to a certain roller (27) of the front shaft (25).
  • the spool rotates, winding the material.
  • the end sensor (8) in the selective feed unit is triggered, the extraction and winding process stops.
  • the end of the material remains on the input channel (4) of the selective feed evil until the material needs to be reloaded again or until the operator removes the spool of this material from the material storage and winder.
  • a message is sent to the user about the impossibility of starting the job, and printing pauses.
  • the sensor (7) for the presence of material on the input channel of the selective feed unit is triggered, printing pauses, the rest of the material is unloaded from the print area along the route described above, and refueling begins with an alternative a cell in which the required material is already loaded.
  • the cell in which the end sensor (7) has been triggered with a low material alert is not used until new material is loaded into it, despite the fact that there is actually material on the input channel (4) of the selective feed unit.
  • the advantages of the claimed invention include the reduction of operational downtime, the simultaneous installation of several coils of different materials of different colors and different sizes, and the implementation of printing scenarios for a series of products with a length of several dozen consecutive and different control programs.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

A device for storage and automatic feed of a material comprises a selective material feed assembly, a material cutting mechanism, and a unit for storing material and winding same onto spools. The selective material feed assembly comprises a shaft with gears and a pressure mechanism with bearings for moving the material. The pressure mechanism has movable arms with magnets that interact with a displaceable magnet for selecting a given material. The material cutting mechanism includes a drum with bores and with blades for cutting the material during a return movement. The unit for storing material and winding same onto spools comprises a bidirectional wheel and a spool rotating mechanism consisting of a movable platform configured for longitudinal movement toward a chosen spool.

Description

УСТРОЙСТВО ХРАНЕНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЗО-ПЕЧАТИ MATERIAL STORAGE AND AUTOMATIC FEEDER FOR ZO-PRINTING
Область техники Technical field
Изобретение относится к области аддитивных технологий и может быть использовано для изготовления трехмерных (3D) деталей в автоматическом режиме. The invention relates to the field of additive technologies and can be used for the manufacture of three-dimensional (3D) parts in automatic mode.
Предшествующий уровень техники Prior Art
Известна система выбора и смены нитей разных цветов и/или разных материалов для изготовления трехмерных деталей посредством FDM-печати (европейский патент №3542992, МПК В29С 64/118, 64/336, B33Y 30/00, дата публикации 25.09.2019 г.), в котором между устройством хранения для всех используемых нитей и экструдером расположены устройства выбора нити для каждой нити и разделительные блоки для разделения ранее использованной нити, и что каждая из используемых нитей имеет переключающее устройство, которое может дополнительно перемещать соответствующую нить в положение подачи для продвижения через приводной блок с определенной скоростью, чтобы нить могла беспрепятственно продвигаться, предпочтительно с помощью экструдера, при этом устройство выбора формирует участок конвейерного пути от устройства хранения к экструдеру, и переключающее устройство и приводной блок, по крайней мере, периодически регулируются таким образом, чтобы вновь используемая нить продвигалась за ранее используемой нитью с более высокой скоростью подачи, чем скорость подачи ранее использованной нити. A known system for selecting and changing threads of different colors and/or different materials for the manufacture of three-dimensional parts by FDM printing (European patent No. , in which between the storage device for all used threads and the extruder there are thread selectors for each thread and separator blocks for separating the previously used thread, and that each of the used threads has a switching device that can additionally move the corresponding thread to the feed position to advance through drive unit at a certain speed so that the filament can advance unhindered, preferably by means of an extruder, wherein the selector forms a section of the conveyor path from the storage device to the extruder, and the switching device and the drive unit are at least periodically adjusted so that the newly used the thread was advancing behind the previously used thread at a higher feed rate than the feed rate of the previously used thread.
Существенным недостатком данной системы является отсутствие функции извлечения нити. Нить не извлекается при окончании, а проталкивается следующей нитью, причем с большей скоростью. Это может приводить к тому, что толкающая нить встанет в распорку с толкаемой нитью и застрянет, а подающий механизм ее перетрет, в результате чего подача прекратится. Также, в системе отсутствует синхронизация подачи нити экструдера и механизма подачи материала. Это означает, что материал, который допечатывается экструдером нужно либо продавить, либо он продавливается в процессе печати. Первое приводит к простою, а второе к ретрактам, при котором толкаемая нить подаётся в сторону толкающий нити, таким образом, нити могут расклинивать друг друга в трубке подачи. Раскрытие изобретения A significant disadvantage of this system is the lack of a thread extraction function. The thread is not removed at the end, but is pushed by the next thread, and at a faster speed. This can cause the pushing thread to get into the spacer with the pushed thread and get stuck, and the feeder will fray it, as a result of which the feed will stop. Also, the system lacks synchronization of the extruder filament feed and the material feed mechanism. This means that the material that is printed by the extruder must either be pressed through, or it is pressed through during the printing process. The first leads to idle time, and the second to retracts, in which the pushed thread is fed to the side of the pushing thread, so the threads can wedged each other in the supply tube. Disclosure of invention
Задачей заявляемого изобретения является создание автоматизированного устройства с автоматической подачей, извлечением и сменой материала с возможностью многодневного серийного круглосуточного производства трехмерных деталей без необходимости присутствия оператора принтера. The objective of the claimed invention is to create an automated device with automatic supply, extraction and change of material with the possibility of multi-day serial round-the-clock production of three-dimensional parts without the need for the presence of a printer operator.
Техническим результатом является повышение производительности и уменьшение трудозатрат за счет автоматизации подачи, извлечения и смены материала. The technical result is to increase productivity and reduce labor costs by automating the supply, extraction and change of material.
Технический результат достигается тем, что устройство хранения и автоматической подачи материала включает узел селективной подачи материала, механизм обрезки материала и блок хранения и сматывания материала на катушках, при этом узел селективной подачи материала содержит вал с шестернями, приводимый во вращение первым шаговым двигателем, механизм прижима с подшипниками, установленными с возможностью прижатия материала к шестерням для его перемещения, при этом механизм прижима включает подвижные плечи с магнитами, которые имеют возможность взаимодействия с передвижным магнитом, перемещаемым посредством второго шагового двигателя и ременной передачи для выбора заданного материала; механизм обрезки материала включает приводимый в действие третьим шаговым двигателем барабан с двумя диаметрально расположенными проточками для прохода материала и ножами для обрезки материала при обратном ходе; блок хранения и сматывания материала содержит механизм вращения катушки, состоящий из подвижной площадки, выполненной с возможностью продольного перемещения посредством четвертого шагового двигателя и ременной передачи к выбранной катушке, и двунаправленного колеса, установленного на валу пятого шагового двигателя, передний вал и задний вал с установленными на них роликами, служащими опорой для катушек, при этом ролики переднего вала выполнены с возможностью сопряжения с двунаправленным колесом для передачи вращательного движения двунаправленного колеса выбранной катушке для сматывания. The technical result is achieved by the fact that the device for storing and automatically supplying material includes a selective material supply unit, a material trimming mechanism and a block for storing and winding material on reels, while the selective material supply unit contains a shaft with gears driven by the first stepper motor, a clamping mechanism with bearings installed with the possibility of pressing the material to the gears to move it, while the clamping mechanism includes movable arms with magnets that are able to interact with a movable magnet moved by a second stepper motor and a belt drive to select a given material; the material cutting mechanism includes a drum driven by a third stepper motor with two diametrically located grooves for the passage of material and knives for cutting material during the reverse stroke; the material storage and winding unit contains a coil rotation mechanism, consisting of a movable platform, made with the possibility of longitudinal movement by means of the fourth stepper motor and a belt drive to the selected coil, and a bidirectional wheel mounted on the shaft of the fifth stepper motor, a front shaft and a rear shaft with them with rollers serving as a support for the coils, while the rollers of the front shaft are made with the possibility of pairing with a bidirectional wheel to transfer the rotational motion of the bidirectional wheel to the selected coil for winding.
Краткое описание чертежей: Brief description of drawings:
Фиг. 1. Вид сверху узла селективной подачи материала. Fig. 1. Top view of the selective material feed unit.
Фиг. 2. Вид сбоку в разрезе узла селективной подачи материала. Fig. 2. Side view in section of the selective material supply unit.
Фиг. 3. Вид сбоку механизма обрезки. Fig. 3. Side view of the trimming mechanism.
Фиг. 4. Вид сверху блока хранения и сматывания материала на катушках. Fig. 4. Top view of the block for storing and winding material on reels.
Фиг. 5. Вид сбоку блока хранения и сматывания материала на катушках. Устройство хранения и автоматической подачи материала для 3 D-печати включает узел селективной подачи материала, механизм обрезки материала и блок хранения и сматывания материала на катушках. Fig. 5. Side view of the block for storing and winding material on reels. The device for storing and automatically feeding material for 3D printing includes a selective material supply unit, a material trimming mechanism, and a material storage and winding unit on reels.
Узел селективной подачи материала расположен в верхней части устройства и предназначен для передачи материала в трубку подачи. Узел селективной подачи материала включает вал с шестернями (1), первый шаговый двигатель (2), обеспечивающий вращение вала с шестернями (1), механизм прижима материала подшипниками (3) к шестерням (1) для перемещения материала, входные каналы (4) для подведения материала к шестерням (1), и выходные каналы (5), объединяющиеся в один общий канал (6), ведущий к трубке подачи. На каждом входном канале (4) и выходном канале (5) установлены механические индуктивные концевые датчики (7, 8) наличия материала. The selective material feed unit is located at the top of the device and is designed to transfer material to the feed tube. The selective material feed unit includes a shaft with gears (1), the first stepper motor (2), which ensures the rotation of the shaft with gears (1), a mechanism for pressing the material with bearings (3) to the gears (1) for moving the material, input channels (4) for supplying material to the gears (1), and output channels (5), combined into one common channel (6), leading to the supply tube. On each inlet channel (4) and outlet channel (5) there are mechanical inductive limit sensors (7, 8) for the presence of material.
Механизм прижима включает подвижные плечи (9) с магнитами (10), которые имеют возможность взаимодействия с передвижным магнитом (11), перемещаемым посредством второго шагового двигателя (12) и ременной передачи (13) для выбора заданного материала. Для определения крайних положений передвижного магнита (И) установлены концевые датчики (14) крайних положений. The clamping mechanism includes movable arms (9) with magnets (10) that can interact with a movable magnet (11) moved by a second stepper motor (12) and a belt drive (13) to select a given material. To determine the extreme positions of the movable magnet (I), end sensors (14) of the extreme positions are installed.
Для быстрого съема и удобства технического обслуживания узла селективной подачи материала на боковых панелях предусмотрены плунжеры (15). Plungers (15) are provided on the side panels for quick removal and ease of maintenance of the selective material feed unit.
Механизм обрезки материала включает барабан (16), третий шаговый двигатель (17), вращающий барабан (16) посредством ременной передачи (18), и емкость для сбора обрезков (не показан на чертеже). Барабан (16) выполнен с двумя диаметрально расположенными проточками для беспрепятственного прохода материала и ножами для обрезки материала при обратном ходе. После механизма обрезки материала перед трубкой подачи установлен механический индуктивный концевой датчик (19) наличия материала. The material trimming mechanism includes a drum (16), a third stepper motor (17), rotating the drum (16) by means of a belt drive (18), and a container for collecting scraps (not shown in the drawing). The drum (16) is made with two diametrically located grooves for unhindered passage of the material and knives for trimming the material during the reverse stroke. After the material trimming mechanism, a mechanical inductive limit sensor (19) for the presence of material is installed in front of the supply tube.
Блок хранения и сматывания материала на катушках расположен в нижней части устройства и выполнен с возможностью размещения одновременно несколько катушек с материалами разных типоразмеров и с возможностью многократного повторного извлечения и заправки материала. The unit for storing and winding material on spools is located in the lower part of the device and is designed to accommodate several spools with materials of different sizes at the same time and with the possibility of repeated re-extraction and refilling of the material.
Также блок хранения и сматывания материала служит для намотки извлечённого материала из каналов подачи узла селективной подачи обратно на катушку. Блок хранения и сматывания материала содержит механизм вращения катушки, состоящий из подвижной площадки (20), выполненной с возможностью продольного перемещения посредством четвертого шагового двигателя (21) и ременной передачи (22) к выбранной катушке, и двунаправленного колеса (23), установленного на валу пятого шагового двигателя (24), передний вал (25) и задний вал (26), и установленные на них ролики (27, 28), служащие опорой для катушек, при этом ролики (27) переднего вала (25) выполнены с возможностью сопряжения с двунаправленным колесом (23) для передачи вращательного движения двунаправленного колеса (23) выбранной катушке для сматывания. Передние и задние ролики (27, 28) выполнены в силиконовой оболочке для повышения трения. Also, the material storage and winding unit is used to wind the extracted material from the feed channels of the selective feed unit back onto the coil. The block for storing and winding the material contains a mechanism for rotating the coil, consisting of a movable platform (20) made with the possibility of longitudinal movement by means of the fourth stepper motor (21) and a belt drive (22) to the selected coil, and bidirectional wheel (23) mounted on the shaft of the fifth stepper motor (24), the front shaft (25) and the rear shaft (26), and the rollers (27, 28) mounted on them, which serve as a support for the coils, while the rollers (27) front shaft (25) are configured to be paired with a bidirectional wheel (23) to transfer the rotational motion of the bidirectional wheel (23) to the selected coil for winding. The front and rear rollers (27, 28) are silicone coated to increase friction.
Количество роликов (27, 28) переднего и заднего вала в блоке хранения и сматывания материала, входных и выходных каналов (4, 5), шестерен (1), подшипников (3) и подвижных плеч (9) в узле селективной подачи соответствует количеству катушек. The number of rollers (27, 28) of the front and rear shafts in the material storage and winding unit, input and output channels (4, 5), gears (1), bearings (3) and movable arms (9) in the selective feed unit corresponds to the number of coils .
Устройство работает следующим образом. Оператор подводит кончик материала во входной канал (4) узла селективной подачи материала до срабатывания концевого датчика (7) наличия материала и вводит информацию о цвете и типе материала в программу. К подаче выбирается тот материал, который указан в задании на печать. Запускается второй шаговый двигатель (12), обеспечивающий движение передвижного магнита (И) к определенному магниту (10). Передвижной магнит (11), воздействуя на магнит (10), приподнимает плечо (9). Таким образом, в зависимости от положения передвижного магнита (И) поднимается только одно из подвижных плеч (9). Плечо (9) поджимается к подшипнику (3), материал прижимается к шестерне (1). Первый шаговый двигатель (2) вращает вал с шестернями (1) и выбранный материал проходит между подшипником (3) и шестерней (1), срабатывает концевой датчик (8) наличия материала узла селективной подачи. После идет спрямление каналов подачи в один общий канал (6) по центру и материал попадает в трубку подачи через механизм обрезки. В режиме выгрузки первый шаговый двигатель (2) запускается в обратном направлении и шестерни (1) вытягивают материал. Одновременно запускается механизм вращения катушки. При прохождении концевого датчика (19) наличия материала, расположенного перед трубкой подачи, движение материала прекращается и активируется механизм обрезки. The device works as follows. The operator brings the tip of the material into the inlet channel (4) of the selective material supply unit until the end sensor (7) of the material presence is triggered and enters information about the color and type of material into the program. The material specified in the print job is selected for feeding. The second stepper motor (12) is started, which ensures the movement of the movable magnet (I) to a certain magnet (10). The mobile magnet (11), acting on the magnet (10), raises the arm (9). Thus, depending on the position of the movable magnet (I), only one of the movable arms (9) rises. The arm (9) is pressed against the bearing (3), the material is pressed against the gear (1). The first stepper motor (2) rotates the shaft with gears (1) and the selected material passes between the bearing (3) and gear (1), the end sensor (8) of the presence of the material of the selective feed unit is activated. After that, the feed channels are straightened into one common channel (6) in the center and the material enters the feed tube through the trimming mechanism. In the unloading mode, the first stepper motor (2) runs in reverse and the gears (1) pull the material. At the same time, the reel rotation mechanism is started. When the material end sensor (19) passes in front of the feed tube, the movement of the material is stopped and the trimming mechanism is activated.
Механизм обрезки имеет два положения. В режиме подачи материала, материал проходит беспрепятственно через проточку барабана (16) механизма обрезки. При извлечении материала барабан (16) прокручивается на 180 градусов, деформированная часть материала отламывается и обрезается ножами в результате прокручивания барабана (16). После прокручивания барабана (16) запускается процесс извлечения и сматывания материала обратно на катушку. Четвертый шаговый двигатель (21) блока хранения и сматывания передвигает механизм вращения катушки посредством ременной передачи (22) к определенной катушке, пятый шаговый двигатель (24) механизма вращения вращает двунаправленное колесо (23), двунаправленное колесо (23) передает вращение определенному ролику (27) переднего вала (25). Благодаря трению между катушкой и роликом (27), катушка вращается, наматывая материал. При срабатывании концевого датчика (8) в узле селективной подачи процесс извлечения и сматывания останавливается. Конец материала остается на входном канале (4) ^зла селективной подачи, пока снова не потребуется заправить этот материал или пока оператор не уберет катушку с данным материалом из блока хранения и сматывания материала. The cutting mechanism has two positions. In the material feed mode, the material passes freely through the groove of the drum (16) of the trimming mechanism. When extracting the material, the drum (16) is rotated by 180 degrees, the deformed part of the material is broken off and cut off with knives as a result of the drum (16) scrolling. After scrolling the drum (16), the process of extracting and winding the material back onto the coil starts. The fourth step motor (21) of the storage and winding unit moves the spool rotation mechanism by means of a belt drive (22) to a specific spool, the fifth step motor (24) of the spool mechanism rotates the bidirectional wheel (23), the bidirectional wheel (23) transmits the rotation to a certain roller (27) of the front shaft (25). Due to the friction between the spool and the roller (27), the spool rotates, winding the material. When the end sensor (8) in the selective feed unit is triggered, the extraction and winding process stops. The end of the material remains on the input channel (4) of the selective feed evil until the material needs to be reloaded again or until the operator removes the spool of this material from the material storage and winder.
При отсутствии требуемого материала в блоке хранения и сматывания материала пользователю отправляется сообщение о невозможности запустить задание, и печать встает на паузу. В случае, когда материал на катушке закончился в процессе печати задания, срабатывает датчик (7) наличия материала на входном канале узла селективной подачи, печать встает на паузу, производится выгрузка остатка материала из зоны печати по маршруту, описанному выше, и начинается заправка с альтернативной ячейки, в которую уже заправлен требуемый материал. Ячейка, в которой сработал концевой датчик (7) с оповещением окончания материала, не используется, пока в нее не будет заправлен новый материал, несмотря на то, что фактически на входном канале (4) узла селективной подачи присутствует материал. If the required material is not available in the material storage and winding unit, a message is sent to the user about the impossibility of starting the job, and printing pauses. In the event that the material on the spool has run out during the job printing, the sensor (7) for the presence of material on the input channel of the selective feed unit is triggered, printing pauses, the rest of the material is unloaded from the print area along the route described above, and refueling begins with an alternative a cell in which the required material is already loaded. The cell in which the end sensor (7) has been triggered with a low material alert is not used until new material is loaded into it, despite the fact that there is actually material on the input channel (4) of the selective feed unit.
К преимуществам заявляемого изобретения относятся сокращение времени операционных простоев, одновременная установка нескольких катушек различного материала разного цвета и разных типоразмеров и реализация сценариев печати серии изделий протяженностью в несколько десятков последовательных и отличающихся друг от друга управляющих программ. The advantages of the claimed invention include the reduction of operational downtime, the simultaneous installation of several coils of different materials of different colors and different sizes, and the implementation of printing scenarios for a series of products with a length of several dozen consecutive and different control programs.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Устройство хранения и автоматической подачи материала, включающее узел селективной подачи материала, механизм обрезки материала и блок хранения и сматывания материала на катушках, отличающееся тем, что узел селективной подачи материала содержит вал с шестернями, приводимый во вращение первым шаговым двигателем, механизм прижима с подшипниками, установленными с возможностью прижатия материала к шестерням для его перемещения, при этом механизм прижима включает подвижные плечи с магнитами, которые имеют возможность взаимодействия с передвижным магнитом, перемещаемым посредством второго шагового двигателя и ременной передачи для выбора заданного материала; механизм обрезки материала включает приводимый в действие третьим шаговым двигателем барабан с двумя диаметрально расположенными проточками для прохода материала и ножами для обрезки материала при обратном ходе; блок хранения и сматывания материала содержит механизм вращения катушки, состоящий из подвижной площадки, выполненной с возможностью продольного перемещения посредством четвертого шагового двигателя и ременной передачи к выбранной катушке, и двунаправленного колеса, установленного на валу пятого шагового двигателя, передний вал и задний вал с установленными на них роликами, служащими опорой для катушек, при этом ролики переднего вала выполнены с возможностью сопряжения с двунаправленным колесом для передачи вращательного движения двунаправленного колеса выбранной катушке для сматывания. 1. A device for storing and automatically feeding material, including a selective material feed unit, a material trimming mechanism and a block for storing and winding material on coils, characterized in that the selective material feed unit contains a shaft with gears driven by a first stepper motor, a clamping mechanism with bearings mounted with the possibility of pressing the material to the gears to move it, while the clamping mechanism includes movable arms with magnets that are able to interact with a movable magnet moved by a second stepper motor and a belt drive to select a given material; the material cutting mechanism includes a drum driven by a third stepper motor with two diametrically located grooves for the passage of material and knives for cutting material during the reverse stroke; the material storage and winding unit contains a coil rotation mechanism, consisting of a movable platform, made with the possibility of longitudinal movement by means of the fourth stepper motor and a belt drive to the selected coil, and a bidirectional wheel mounted on the shaft of the fifth stepper motor, a front shaft and a rear shaft with them with rollers serving as a support for the coils, while the rollers of the front shaft are made with the possibility of pairing with a bidirectional wheel to transfer the rotational motion of the bidirectional wheel to the selected coil for winding.
2. Устройство хранения и автоматической подачи материала по п.1, отличающееся тем, что узел селективной подачи материала содержит входные каналы для подведения материала к шестерням и выходные каналы, объединяющиеся в один общий канал. 2. The device for storing and automatically supplying material according to claim 1, characterized in that the selective material supply unit contains input channels for supplying material to the gears and output channels that are combined into one common channel.
3. Устройство хранения и автоматической подачи материала по п.1, отличающееся тем, что первый шаговый двигатель выполнен с возможностью вращения шестерен при прямом и обратном ходе материала. 3. A device for storing and automatically feeding material according to claim 1, characterized in that the first stepper motor is configured to rotate the gears during the forward and reverse motion of the material.
4. Устройство хранения и автоматической подачи материала по п.1, отличающееся тем, что механизм обрезки материала содержит емкость для сбора обрезков под барабаном. 4. A device for storing and automatically feeding material according to claim 1, characterized in that the material trimming mechanism includes a container for collecting scraps under the drum.
5. Устройство хранения и автоматической подачи материала по п.1, отличающееся тем, что содержит концевые индуктивные датчики для определения 5. A device for storing and automatically feeding material according to claim 1, characterized in that it contains end inductive sensors for determining
6 наличия материала в каждом входном канале и выходном канале узла селективной подачи материала и перед трубкой подачи. 6 the presence of material in each inlet channel and outlet channel of the selective material supply unit and in front of the supply tube.
6. Устройство хранения и автоматической подачи материала по п.1, отличающееся тем, что площадка для хранения материала выполнена с возможностью установки одновременно нескольких катушек разных типоразмеров. 6. The device for storing and automatically feeding material according to claim 1, characterized in that the platform for storing material is made with the possibility of installing several coils of different sizes at the same time.
7. Устройство хранения и автоматической подачи материала по п.1, отличающееся тем, что пятый шаговый двигатель выполнен с возможностью вращения двунаправленного колеса при обратном ходе материала. 7. The device for storing and automatically feeding material according to claim 1, characterized in that the fifth stepper motor is configured to rotate the bidirectional wheel during the reverse movement of the material.
8. Устройство хранения и автоматической подачи материала по п.1, отличающееся тем, что ролики переднего и заднего вала выполнены в силиконовой оболочке для повышения трения. 8. A device for storing and automatically feeding material according to claim 1, characterized in that the rollers of the front and rear shafts are made in a silicone shell to increase friction.
7 7
PCT/RU2021/000578 2021-10-29 2021-12-15 Device for storage and automatic feed of 3d printing material WO2023075638A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021131804 2021-10-29
RU2021131804 2021-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023075638A1 true WO2023075638A1 (en) 2023-05-04

Family

ID=86160156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000578 WO2023075638A1 (en) 2021-10-29 2021-12-15 Device for storage and automatic feed of 3d printing material

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023075638A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10052814B2 (en) * 2015-03-02 2018-08-21 Funfare, Llc Apparatus, method and system for constant distance extrusion onto a 3-D printer platform
RU2670510C2 (en) * 2017-01-20 2018-10-23 Игорь Александрович Зябрев Method of 3d layered printing by metal
EP3542992A2 (en) * 2018-03-20 2019-09-25 Technische Universität Dortmund Device and method for changing filaments of different colour and/or different materials for the production of 3d printed parts and extruder for filament changing system
WO2020087048A2 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 Make Composites, Inc. Systems and methods of printing with fiber-reinforced materials
RU2743920C1 (en) * 2017-12-01 2021-03-01 Булент БЕСИМ Thread supply system into the machine nozzle for layer-by-layer synthesis of products

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10052814B2 (en) * 2015-03-02 2018-08-21 Funfare, Llc Apparatus, method and system for constant distance extrusion onto a 3-D printer platform
RU2670510C2 (en) * 2017-01-20 2018-10-23 Игорь Александрович Зябрев Method of 3d layered printing by metal
RU2743920C1 (en) * 2017-12-01 2021-03-01 Булент БЕСИМ Thread supply system into the machine nozzle for layer-by-layer synthesis of products
EP3542992A2 (en) * 2018-03-20 2019-09-25 Technische Universität Dortmund Device and method for changing filaments of different colour and/or different materials for the production of 3d printed parts and extruder for filament changing system
WO2020087048A2 (en) * 2018-10-25 2020-04-30 Make Composites, Inc. Systems and methods of printing with fiber-reinforced materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1991726B1 (en) Improved device for feeding thread or yarn to a textile machine and a method for implementing the feed
US4948057A (en) Device and process to guide, hold and convey a yarn during bobbin replacement
US4371418A (en) Feeding web material
CN101078140B (en) Method and device for producing single yarn on operation unit of rotor spinning machine
US4865260A (en) Equipment and process to supply winding tubes to the individual winding stations of a textile machine
RU209829U1 (en) 3D PRINTING MATERIAL STORAGE AND AUTOMATIC FEEDER
CN101168419B (en) Method and device for preprocessing bobbin so as to compound-wound at an automatic cross-wound bobbin winder
US4511095A (en) Method and apparatus for winding glass fibers
US2620141A (en) Winding machine for paper rolls
CN103693499A (en) V-belt base glue and rope core bonding divider
CN113272236B (en) Apparatus for processing continuous web
EP3246278B1 (en) Winding machine for spools of web material and method
WO2023075638A1 (en) Device for storage and automatic feed of 3d printing material
EP3168344A1 (en) Method for the resumption of the spinning process on an air-jet spinning machine and an air-jet spinning machine for performing the method
US5206976A (en) Automatic shedding mechanism
US5456098A (en) Process and apparatus for controlling the loading of a processing machine with band-like material
US4512506A (en) System for the supply of staple wire to a stapler
CN109070372B (en) Device and method for converting a sheet material into a continuous strip
CN109879037B (en) Little-tailing receiving system and control method thereof
CN106048787A (en) Method of terminating spinning on open-end spinning machine workstation
RU226644U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC SELECTIVE FEEDING OF MATERIAL FOR 3D PRINTING
US2971711A (en) Apparatus for reeling strand
US4094471A (en) Device for feeding thread into a traversing device in a winding machine
KR200313228Y1 (en) Automative winding device for bobbin
JP2863144B2 (en) Raw rubber belt winding device for solid tires

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: 21962664

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1