RU204628U1 - Rotary vat for photopolymer 3D printer - Google Patents
Rotary vat for photopolymer 3D printer Download PDFInfo
- Publication number
- RU204628U1 RU204628U1 RU2020140623U RU2020140623U RU204628U1 RU 204628 U1 RU204628 U1 RU 204628U1 RU 2020140623 U RU2020140623 U RU 2020140623U RU 2020140623 U RU2020140623 U RU 2020140623U RU 204628 U1 RU204628 U1 RU 204628U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photopolymer
- layer
- printing
- printer
- printing platform
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 17
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 26
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- -1 as a rule Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
-
- 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
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области аддитивных технологий, а именно к способу 3d-печати деталей фотополимерными композициями. Описано устройство для фотополимерного 3d-принтера, содержащее поворотную ванну с прозрачным жёстким дном, выполненную из антиадгезионного материала с возможностью вращения, и поднимаемую платформу с возможностью вращения. Техническим результатом полезной модели является повышение скорости 3d-печати детали фотополимерными композициями. 1 пр., 1 ил.The utility model relates to the field of additive technologies, namely, to the method of 3D printing of parts with photopolymer compositions. Described is a device for a photopolymer 3D printer, comprising a rotary bath with a transparent hard bottom, made of an anti-adhesive material with the possibility of rotation, and a raised platform with the possibility of rotation. The technical result of the utility model is to increase the speed of 3D printing of a part with photopolymer compositions. 1 ex., 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области аддитивных технологий, а именно к способу 3d-печати деталей фотополимерными композициями.The utility model relates to the field of additive technologies, namely, to the method of 3D printing of parts with photopolymer compositions.
Техническим результатом полезной модели является повышение скорости 3d-печати детали фотополимерными композициями.The technical result of the utility model is to increase the speed of 3D printing of a part with photopolymer compositions.
Технический результат достигается благодаря применению поворотной ванны с фотополимерной композицией или вращению изготавливаемого объекта в процессе послойной 3d-печати детали из жидких фотополимерных смол. The technical result is achieved through the use of a rotary bath with a photopolymer composition or the rotation of the manufactured object in the process of layer-by-layer 3D printing of a part made of liquid photopolymer resins.
Известная технология стереолитографической 3d-печати, отражённая в патенте № US5554336A от 10.09.1996, выглядит следующим образом: источник света, необходимый для отверждения фотополимерной композиции, расположен под или над ванной с расходным материалом. Готовая 3d-модель, порезанная на слои заданной оператором толщины, в процессе изготовления послойно экспонируется на печатную площадку. Фотополимерная композиция полимеризуется только на участках, которые подверглись облучению источником света. Печать может осуществляться сверху-вниз или снизу-вверх. В случае, если печать осуществляется снизу-вверх, дно ванны с фотополимерной композиции выполняется из прозрачного антиадгезионного материала, как правило, FEP плёнки. После отверждения первого слоя необходимо поднять печатную платформу на высоту следующего слоя, засветить второй слой и так далее. Однако за счёт того, что плёнка не является абсолютным антиадгезионным материалом и, после отверждения, полимеризованный слой прилипает к пленке, требуется поднять платформу на высоту большую толщине следующего слоя. Кроме того, плёнка, при отрыве слоя от поверхности прогибается, что дополнительно увеличивает высоту, на которую требуется поднять печатную платформу. В следствии этого, после поднятия печатной платформы на высоту, превышающую толщину слоя, требуется опустить печатную платформу до уровня толщины печатного слоя. The known technology of stereolithographic 3d printing, reflected in patent No. US5554336A dated 09/10/1996, looks as follows: the light source necessary for curing the photopolymer composition is located under or above the bath with consumable material. The finished 3d model, cut into layers of a thickness specified by the operator, is exposed layer by layer on the printing platform during the manufacturing process. The photopolymer composition will only polymerize in areas that have been exposed to a light source. Printing can be done from top to bottom or bottom to top. If printing is carried out from bottom to top, the bottom of the bath with the photopolymer composition is made of a transparent release material, as a rule, FEP film. After the first layer has cured, you need to raise the printing platform to the height of the next layer, illuminate the second layer, and so on. However, due to the fact that the film is not an absolute anti-adhesive material and, after curing, the polymerized layer adheres to the film, it is necessary to raise the platform to a height greater than the thickness of the next layer. In addition, the film bends when the layer is detached from the surface, which additionally increases the height to which the printing platform must be raised. As a consequence, after raising the printing platform to a height exceeding the layer thickness, it is required to lower the printing platform to the level of the printing layer thickness.
Недостатком известного способа является то, что подъём и опускание платформы требует дополнительного времени, увеличивающего срок изготовления детали.The disadvantage of this method is that raising and lowering the platform requires additional time, which increases the production time of the part.
Известен способ 3d-печати объекта из фотополимерной композиции (патент США №US 7438846 B2 от 21.10.2008г.), включающий осуществление послойной проекции светового излучения, перемещение изготавливаемого объекта на печатной платформе вдоль оси построения. При этом зона формирования со стороны светового излучения ограничена эластичной пленкой.There is a known method of 3d-printing an object from a photopolymer composition (US patent No. US 7438846 B2 dated October 21, 2008), including the implementation of a layer-by-layer projection of light radiation, moving the manufactured object on the printing platform along the construction axis. In this case, the formation zone on the side of the light radiation is limited by an elastic film.
В процессе послойного светового отверждения фотополимер может приклеиваться к эластичной плёнке из-за образования химических связей и адгезировать к поверхности плёнки из-за эффекта присоски, поскольку сформированная поверхность прижимается к плоскости плёнки атмосферным давлением с одной стороны и печатной платформой с другой стороны. Оба эффекта препятствуют плавному поступлению жидкого фотополимера в зону экспозиции сечения изделия и требует поднятия печатной платформы с полимеризованными слоями изготавливаемой модели на высоту, достаточную для эластичного прогиба плёнки и отделения от неё нижнего слоя изготавливаемого объекта. В процессе перемещения, происходит отрыв эластичной пленки от поверхности отвержденного изделия за счет упругих свойств пленки. В процессе перемещения формируемого изделия фотополимерная композиция поступает в промежуток между изделием и поверхностью эластичной плёнки. Затем печатная платформа с изделием перемещается вниз, на расстояние равное толщине следующего печатного слоя. Описанный цикл повторяют при формировании каждого слоя объекта.In the process of layer-by-layer light curing, the photopolymer can adhere to the elastic film due to the formation of chemical bonds and adhere to the film surface due to the suction cup effect, since the formed surface is pressed against the film plane by atmospheric pressure on one side and the printing platform on the other side. Both effects impede the smooth flow of liquid photopolymer into the exposure zone of the product section and requires raising the printing platform with polymerized layers of the manufactured model to a height sufficient for elastic deflection of the film and separating the lower layer of the manufactured object from it. In the process of moving, the elastic film is detached from the surface of the cured product due to the elastic properties of the film. In the process of moving the formed product, the photopolymer composition enters the gap between the product and the surface of the elastic film. Then the printing platform with the product moves downward, at a distance equal to the thickness of the next printing layer. The described cycle is repeated during the formation of each layer of the object.
Недостатками известного способа является то, что он не обеспечивает достаточно высокую скорость 3D-печати из-за необходимости перемещения печатной платформы до уровня прогиба плёнки и последующего возвращения на уровень толщины слоя изготавливаемой детали.The disadvantages of this method is that it does not provide a sufficiently high speed of 3D printing due to the need to move the printing platform to the level of deflection of the film and then return to the level of the layer thickness of the manufactured part.
Известен способ формирования трехмерного изделия из жидкого фотополимера (патент Канады №CA2898106A1 от 21.08.2014г.), отверждаемого световым излучением, включающий непрерывную полимеризацию фотополимерной композиции световой проекцией, перемещение изготавливаемого объекта вдоль оси построения, формирование нижней части изделия в подвижной граничной зоны фотополимера.A known method of forming a three-dimensional product from a liquid photopolymer (Canadian patent No. CA2898106A1 dated 08.21.2014), cured by light radiation, including continuous polymerization of the photopolymer composition by a light projection, moving the manufactured object along the construction axis, forming the lower part of the product in the movable boundary zone of the photopolymer.
В известном способе подвижность граничной зоны фотополимерной композиции обеспечивают ингибированием материала в нижней слое построения объекта. При этом в подвижную граничную зону построения объекта подают ингибитор полимеризации. Наличие ингибитора в граничном слое позволяет осуществлять 3d-печать объекта непрерывно. При этом слой вблизи светового излучения остаётся неотверждённым, что препятствует адгезии нижнего слоя изготавливаемого объекта к граничной зоне. Непрерывное перемещение изделия вдоль оси построения позволяет увеличить скорость изготовления объекта.In the known method, the mobility of the boundary zone of the photopolymer composition is provided by inhibition of the material in the lower layer of the object's construction. In this case, a polymerization inhibitor is supplied to the movable boundary zone of the object construction. The presence of an inhibitor in the boundary layer allows continuous 3D printing of an object. In this case, the layer near the light radiation remains uncured, which prevents the adhesion of the lower layer of the manufactured object to the boundary zone. Continuous movement of the product along the construction axis allows you to increase the speed of manufacturing the object.
Недостатками известного способа является то, что он требует для своего применения специального фотополимерного материала, с учетом необходимости его ингибирования и применения соответствующих реагентов. Кроме того, указанный способ снижает качество получаемой 3D-детали в следствии плавающей границы начала полимеризации жидкого фотополимерного материала.The disadvantages of this method is that it requires a special photopolymer material for its application, taking into account the need for its inhibition and the use of appropriate reagents. In addition, this method reduces the quality of the obtained 3D-part as a result of the floating boundary of the beginning of polymerization of the liquid photopolymer material.
Наиболее близким по технической сущности является способ формирования трехмерного изделия из жидкого фотополимера (патент США №US20130292862A1 от 07.11.2013), включающий послойную экспозицию изготавливаемого объекта, перемещение формируемого изделия вдоль оси построения, полимеризацию слоя фотополимерной композиции в граничной зоне построения.The closest in technical essence is a method for forming a three-dimensional product from a liquid photopolymer (US patent No. US20130292862A1 dated 07.11.2013), including a layer-by-layer exposure of the manufactured object, moving the formed product along the construction axis, polymerizing a layer of photopolymer composition in the boundary zone of construction.
В известном способе ванна с фотополимером, имеющая прозрачное дно из антиадгезионного материала, совершает боковое (скользящее) движение, затем, в сдвинутом положении, производится насыщение материала ингибитором полимеризации. Благодаря этому граничный слой фотополимера, находящийся в контакте с поверхностью дна ёмкости с фотополимерной композицией, в дальнейшем сохраняется в не отвержденном (жидком) состоянии.In the known method, a bath with a photopolymer, having a transparent bottom made of an anti-adhesive material, performs a lateral (sliding) movement, then, in the shifted position, the material is saturated with a polymerization inhibitor. Due to this, the boundary layer of the photopolymer, which is in contact with the bottom surface of the container with the photopolymer composition, is subsequently preserved in an uncured (liquid) state.
Известный способ предотвращает адгезию нижнего слоя изготавливаемого объекта к дну ёмкости с фотополимерной композицией, однако процесс связан с регулярными боковыми перемещениями ёмкости и механической очисткой дна ёмкости. Изготовление объекта осуществляется с перерывами для выполнения этих операций.The known method prevents the adhesion of the lower layer of the manufactured object to the bottom of the container with the photopolymer composition, however, the process is associated with regular lateral movements of the container and mechanical cleaning of the bottom of the container. The manufacture of the object is carried out intermittently to perform these operations.
Недостатками известного способа является то, что он требует дополнительного времени на боковое перемещение ёмкости с фотополимерной композицией и насыщения её ингибитором полимеризации.The disadvantages of this method is that it requires additional time for lateral movement of the container with the photopolymer composition and saturation of it with a polymerization inhibitor.
Основной технологической проблемой прототипа является низкая производительность, связанная с необходимостью перемещения печатающей платформы на расстояние, превышающее толщину печатаемого слоя.The main technological problem of the prototype is the low productivity associated with the need to move the printing platform at a distance exceeding the thickness of the printed layer.
Задачей полезной модели является сокращение времени аддитивного производства 3d-объектов посредствам фотополимерной 3d-печати.The task of the utility model is to reduce the time for the additive production of 3d objects by means of photopolymer 3d printing.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности фотополимерных 3d-принтеров.The technical result of the utility model is to increase the productivity of photopolymer 3D printers.
Указанный технический результат достигается за счет того, что исключается необходимость в дополнительном подъёме и опускании печатной платформы. Это достигается за счёт применения поворотной ванны с прозрачным жёстким дном, выполненным из антиадгезионного материала или вращения изготавливаемого объекта на печатной платформе. В этом случае отрыв изготавливаемой детали происходит за счёт момента кручения одновременно с подъёмом платформы на толщину слоя. За счёт отсутствия необходимости в подъёме и опускании печатной платформы увеличивается скорость 3d-печати и достигается необходимый технический результат полезной модели.The specified technical result is achieved due to the fact that the need for additional lifting and lowering of the printing platform is eliminated. This is achieved through the use of a rotary bath with a transparent hard bottom made of anti-adhesive material or by rotating the manufactured object on the printing platform. In this case, the detachment of the manufactured part occurs due to the torsion moment simultaneously with the lifting of the platform by the layer thickness. Due to the absence of the need to raise and lower the printing platform, the speed of 3d printing increases and the required technical result of the utility model is achieved.
Пример 1Example 1
Фигура 1. Световой поток от источника света 5 проходит через формообразующую матрицу 4 и попадает на дно ванны 3. Дно ванны изготовлено из жёсткого материала с антиадгезионными свойствами. В ванну залитка фотополимерная композиция. Под действием излучения происходит отверждение слоя фотополимера 2. Отверждённый фотополимер находится на печатной платформе 1.Figure 1. The luminous flux from the
При отверждении слоя происходит поднятие печатной платформы 1. Высота поднятия равна толщине печатного слоя. При этом для того, чтобы изготовленный слой отделился, ванна 3, либо печатная платформа 1, либо обе эти детали начинают вращаться.As the layer cures, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140623U RU204628U1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Rotary vat for photopolymer 3D printer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140623U RU204628U1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Rotary vat for photopolymer 3D printer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU204628U1 true RU204628U1 (en) | 2021-06-02 |
Family
ID=76314033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140623U RU204628U1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Rotary vat for photopolymer 3D printer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU204628U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU228356U1 (en) * | 2024-06-05 | 2024-08-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | A 3D printing device that uses vat photopolymerization technology using composite photopolymers |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130292862A1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | B9Creations, LLC | Solid Image Apparatus With Improved Part Separation From The Image Plate |
| RU2671337C1 (en) * | 2014-07-29 | 2018-10-30 | СиСи3Ди ЭлЭлСи | Method and device for additive mechanical extension of tubular structures |
| RU2703230C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-10-15 | Сергей Юрьевич Уткин | Pasty photo-curable high-flowing composition |
-
2020
- 2020-12-09 RU RU2020140623U patent/RU204628U1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130292862A1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | B9Creations, LLC | Solid Image Apparatus With Improved Part Separation From The Image Plate |
| RU2671337C1 (en) * | 2014-07-29 | 2018-10-30 | СиСи3Ди ЭлЭлСи | Method and device for additive mechanical extension of tubular structures |
| RU2703230C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-10-15 | Сергей Юрьевич Уткин | Pasty photo-curable high-flowing composition |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU228356U1 (en) * | 2024-06-05 | 2024-08-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | A 3D printing device that uses vat photopolymerization technology using composite photopolymers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6884419B2 (en) | Methods and equipment for photocuring using a self-lubricating basal layer for 3D object formation | |
| CN106965430B (en) | A preparation method and special equipment for an interlayer composite controllable gradient type complex part | |
| CN205148922U (en) | Stripping device suitable for three-dimensional printing apparatus of 3D photocuring | |
| CN100344440C (en) | Making process of 3D color object | |
| CN105014974A (en) | High-speed photocuring 3D printing device and printing method | |
| CN104924621B (en) | Surface exposure forming device of high viscosity material | |
| CN110406097A (en) | Composite 3D printing method and system | |
| CN206030545U (en) | Rotatory disconnect -type photocuring face exposure forming device | |
| KR101407050B1 (en) | 3D printer using variable vat layer laminate method | |
| JP2019048419A (en) | Photo-curing type three-dimensional printing device | |
| CN102180045A (en) | Surface treatment process capable of achieving three-dimensional texture and laser effect | |
| CN107009614A (en) | A printing method of 3D products and a 3D printer used in the method | |
| CN103448351A (en) | Manufacture technology of seamless mould pressing plate roller and seamless mould pressing plate roller manufactured by using manufacture technology | |
| CN110177673A (en) | System for using fluid matrix supporter printing three-dimension object | |
| US20250121555A1 (en) | 3d printing device, and method for preparing 3d printed structure | |
| CN114559652A (en) | Sinking type photocuring printing method and product | |
| KR20160135551A (en) | High Speed 3D Printer | |
| CN105346084A (en) | Novel 3D printer and printing process control method thereof | |
| RU204628U1 (en) | Rotary vat for photopolymer 3D printer | |
| CN211942109U (en) | Forming platform board and photocuring 3D printer of photocuring 3D printer | |
| CN105690750A (en) | Photo-curable 3D printing apparatus and lifting platform control method thereof | |
| CN105365219A (en) | 3d printer and printing method thereof | |
| CN104441641A (en) | Stereo lithography apparatus (SLA)-based 3D printing implementation method and device | |
| EP0842750B1 (en) | Process for producing artificial marble having striped pattern | |
| JP2004042546A (en) | Additive manufacturing method for functional materials |