[go: up one dir, main page]

RU216371U1 - Device for additive formation of large-sized products - Google Patents

Device for additive formation of large-sized products Download PDF

Info

Publication number
RU216371U1
RU216371U1 RU2022130958U RU2022130958U RU216371U1 RU 216371 U1 RU216371 U1 RU 216371U1 RU 2022130958 U RU2022130958 U RU 2022130958U RU 2022130958 U RU2022130958 U RU 2022130958U RU 216371 U1 RU216371 U1 RU 216371U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extruder
milling
portal
possibility
product
Prior art date
Application number
RU2022130958U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Павлович Белоглазов
Дмитрий Геннадьевич Нестеров
Игорь Владимирович Гринченко
Александр Валерьевич Чарнецкий
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Ниагара"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Ниагара" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Ниагара"
Application granted granted Critical
Publication of RU216371U1 publication Critical patent/RU216371U1/en

Links

Images

Abstract

Устройство относится к средствам изготовления трехмерных изделий по цифровой 3D-модели методами быстрого прототипирования, в частности экструзионным осаждением последовательности слоев в сечении изделия. Техническим результатом является обеспечение более высокой точности и качества изготовления изделия по цифровой с одновременным уменьшением числа технологических операций и сокращения времени изготовления изделия. Этот технический результат достигается тем, что устройство содержит размещенные на раме портал экструдера, выполненный с возможностью установки на нем экструдера и перемещения его с использованием привода перемещения по направляющим экструдера, и портал фрезера, выполненного с возможностью установки на нем фрезера и перемещения его с использованием привода перемещения по направляющим фрезера, при этом экструдер и фрезер выполнены с возможностью послойного формирования и одновременной фрезерной обработки изделия путем прототипирования термопластичным полимером на столе, передвижение которого по вертикали осуществляется приводами, выполненными по одному для каждого угла стола, причем портал экструдера и портал фрезера выполнены с возможностью продольного и вертикального перемещения с использованием приводов продольного и вертикального перемещения. 1 ил.

Figure 00000001
The device relates to the means of manufacturing three-dimensional products on a digital 3D model by rapid prototyping methods, in particular extrusion deposition of a sequence of layers in the cross section of the product. The technical result is to provide higher accuracy and quality of digital manufacturing of the product with a simultaneous reduction in the number of technological operations and a reduction in the manufacturing time of the product. This technical result is achieved by the fact that the device contains an extruder portal placed on the frame, made with the possibility of installing an extruder on it and moving it using a movement drive along the extruder guides, and a milling portal made with the possibility of installing a milling cutter on it and moving it using the drive movement along the guides of the milling cutter, while the extruder and milling cutter are made with the possibility of layer-by-layer formation and simultaneous milling of the product by prototyping with a thermoplastic polymer on the table, the vertical movement of which is carried out by drives made one for each corner of the table, and the extruder portal and the milling cutter portal are made with the possibility of longitudinal and vertical movement using drives of longitudinal and vertical movement. 1 ill.
Figure 00000001

Description

Устройство относится к средствам изготовления трехмерных изделий по цифровой 3D-модели методами быстрого прототипирования, которое может быть реализовано, в частности экструзионным осаждением последовательности слоев в сечении изделия.The device relates to means for manufacturing three-dimensional products from a digital 3D model using rapid prototyping methods, which can be implemented, in particular, by extrusion deposition of a sequence of layers in a product cross section.

Известно устройство [RU 178905, U1, B41J 2/00, 20.06.2017], включающее основание, на котором закреплен механизм подачи печатающего материала, двигатель, выполненный с возможностью вращения эксцентрика, который приводит в движение единую платформу, клапаны, выполненные с возможностью запирания неактивного экструдера, единую платформу, которая содержит два легкосъемных экструдера с нагревательными элементами, самозапирающийся механизм переключения, выполненный с возможностью позиционирования сопел в рабочем положении, и подпружиненные ролики, выполненные с возможностью прижимания материала к подающему механизму для активного в данный момент экструдера, при этом, самозапирающийся механизм выполнен в виде пластины с профилированным вырезом, выполненный с возможностью самозапирания эксцентрика, фиксирующегося в одном из рабочих положений в профилированном вырезе пластины, установленной на единой платформе.A device is known [RU 178905, U1, B41J 2/00, 06/20/2017], including a base on which a printing material supply mechanism is fixed, a motor configured to rotate an eccentric that drives a single platform, valves configured to lock inactive extruder, a single platform that contains two easily removable extruders with heating elements, a self-locking switching mechanism made with the possibility of positioning the nozzles in the working position, and spring-loaded rollers made with the possibility of pressing the material against the feed mechanism for the currently active extruder, while, the self-locking mechanism is made in the form of a plate with a profiled cutout, made with the possibility of self-locking the eccentric, which is fixed in one of the working positions in the profiled cutout of the plate installed on a single platform.

Недостатком устройства является относительно высокая сложность, обусловленная необходимостью обеспечения точного взаимодействия двух головок экструдера.The disadvantage of the device is the relatively high complexity due to the need to ensure the exact interaction of the two heads of the extruder.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для изготовления трехмерного (объемного) изделия по цифровой 3D-модели методами быстрого прототипирования [RU 2552235, C1, B41F 17/00, 10.06.2015], характеризующееся тем, что оно включает две продольные и, по крайней мере, одну поперечную направляющие для перемещения печатающей головки в плоскости XY, где продольные направляющие расположены по оси Y и жестко закреплены на основании, а поперечная направляющая расположена по оси X между двумя продольными направляющими с возможностью перемещения по ним, каретку, на которой закреплена печатающая головка, выполненную с возможностью перемещения по поперечной направляющей, два приводных ремня, концы которых закреплены на каретке с образованием двух связанных между собой контуров, предназначенных для перемещения каретки с печатающей головкой в плоскости XY посредством двух ведущих шкивов, соединенных с их приводами с возможностью независимого вращения шкивов в одном или противоположном направлениях, один из которых передает тяговое усилие на первый приводной ремень, а второй - на второй приводной ремень, при этом один из контуров образован Р-образным расположением первого ремня, а второй контур образован вторым ремнем, расположенным симметрично относительно расположения первого ремня с осью симметрии, расположенной параллельно продольным направляющим и на равноудаленном расстоянии от них, при этом рабочие части ремней двух контуров, проходящие вдоль поперечной направляющей, расположены в одной плоскости XY.The closest in technical essence to the proposed one is a device for manufacturing a three-dimensional (volumetric) product according to a 3D digital model using rapid prototyping methods [RU 2552235, C1, B41F 17/00, 06/10/2015], characterized in that it includes two longitudinal and, at least one transverse guide for moving the print head in the XY plane, where the longitudinal guides are located along the Y axis and are rigidly fixed to the base, and the transverse guide is located along the X axis between two longitudinal guides with the ability to move along them, the carriage on which it is fixed a print head movable along a transverse rail, two drive belts, the ends of which are fixed on the carriage with the formation of two interconnected circuits designed to move the carriage with the print head in the XY plane by means of two drive pulleys connected to their drives with the possibility of independent rotation of pulleys in one and or in opposite directions, one of which transmits the traction force to the first drive belt, and the second - to the second drive belt, while one of the circuits is formed by the P-shaped arrangement of the first belt, and the second circuit is formed by the second belt located symmetrically relative to the location of the first belt with an axis of symmetry located parallel to the longitudinal guides and at an equidistant distance from them, while the working parts of the belts of the two circuits, passing along the transverse guide, are located in the same XY plane.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность и качество изготовления трехмерного (объемного) изделия по цифровой 3D-модели методами быстрого прототипирования, поскольку в этом и других известных устройствах после послойного нанесения термопластичного полимера, как правило, производится чистовая обработка изделия, например, на фрезерном станке для получения точных размеров изделия, правки технологических стыков, сглаживания «квадратных» углов, корректировка отверстий с правильными допусками, исключения эффекта "лестницы" и т.п. путем неплоского фрезерования.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low accuracy and quality of manufacturing a three-dimensional (volumetric) product according to a 3D digital model using rapid prototyping methods, since in this and other known devices, after layer-by-layer application of a thermoplastic polymer, as a rule, the product is finished, for example, on a milling machine to obtain the exact dimensions of a product, edit technological joints, smooth out "square" corners, correct holes with the correct tolerances, eliminate the effect of "stairs", etc. by non-planar milling.

Задачей разработки является обеспечение более высокой точности и качества изготовления трехмерного (объемного) изделия по цифровой 3D-модели методами быстрого прототипирования с одновременным уменьшением числа технологических операций и сокращения времени изготовления изделия.The task of the development is to ensure higher accuracy and quality of manufacturing a three-dimensional (volumetric) product according to a digital 3D model using rapid prototyping methods with a simultaneous reduction in the number of technological operations and a reduction in the manufacturing time of the product.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, является обеспечение более высокой точности и качества изготовления трехмерного (объемного) изделия по цифровой 3D-модели методами быстрого прототипирования с одновременным уменьшением числа технологических операций и сокращения времени изготовления изделия.The technical result, which the claimed technical solution is aimed at, is to ensure higher accuracy and quality of manufacturing a three-dimensional (volumetric) product according to a 3D digital model using rapid prototyping methods while reducing the number of technological operations and reducing the manufacturing time of the product.

Это позволяет расширить арсенал технических средств, которые могут быть использованы для быстрого и качественного прототипирования.This allows you to expand the arsenal of technical tools that can be used for fast and high-quality prototyping.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что устройство аддитивного формирования крупногабаритных изделий содержит следующее.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that the device for the additive formation of large-sized products contains the following.

На чертеже представлено устройство аддитивного формирования крупногабаритных изделий совместно с взаимодействующими техническими средствами.The drawing shows a device for the additive formation of large-sized products in conjunction with interacting technical means.

На чертеже обозначены:The drawing shows:

1 - рама;1 - frame;

2 - портал экструдера;2 - extruder portal;

3 - портал фрезера;3 - milling portal;

4 - балка вертикального перемещения фрезера;4 - beam of vertical movement of the router;

5 - стол;5 - table;

6 - экструдер;6 - extruder;

7 - фрезер;7 - milling cutter;

8 - привод портала экструдера;8 - extruder portal drive;

9 - привод портала фрезера:9 - milling portal drive:

10 - привод экструдера;10 - extruder drive;

11 - привод балки вертикального перемещения фрезера;11 - beam drive for vertical movement of the router;

12 - привод фрезера;12 - milling cutter drive;

13 - приводы стола;13 - table drives;

14 - направляющая перемещения портала экструдера;14 - guide for moving the portal of the extruder;

15 - направляющая перемещения портала фрезера;15 - guide for moving the portal of the router;

16 - направляющая перемещения экструдера;16 - guide for moving the extruder;

17 - направляющая перемещения фрезера;17 - guide for moving the router;

18 - направляющая вертикального перемещения фрезера;18 - guide for vertical movement of the router;

19 - направляющая перемещения стола;19 - guide for moving the table;

20 - рельс перемещения порталов экструдера и фрезера;20 - rail for moving the portals of the extruder and milling cutter;

21 - рельс профильный перемещения экструдера;21 - rail profile movement of the extruder;

22 - первый рельс профильный перемещения балки вертикальной фрезера;22 - the first profile rail for moving the beam of the vertical mill;

23 - второй рельс профильный перемещения балки вертикальной фрезера;23 - the second profile rail for moving the beam of the vertical milling machine;

24 - третий рельс профильный перемещения балки вертикальной фрезера;24 - the third profile rail for moving the beam of the vertical milling machine;

25 - четвертый рельс профильный перемещения балки вертикальной фрезера.25 - the fourth profile rail for moving the beam of the vertical milling machine.

Работает устройство аддитивного формирования крупногабаритных изделий следующим образом.The device for the additive formation of large-sized products works as follows.

Для формирования крупногабаритных изделий осуществляется экструдирование термопластичного полимера одновременным согласованным перемещением экструдера 6 и фрезера 7, который осуществляет фрезерную (чистовую) обработку детали, соответственно. Предложенное техническое решение производит быстрое прототипирование путем одновременной 3D-печати и фрезерной обработки изготавливаемого изделия.To form large-sized products, the thermoplastic polymer is extruded by simultaneous coordinated movement of the extruder 6 and the milling cutter 7, which performs milling (finishing) of the part, respectively. The proposed technical solution produces rapid prototyping by simultaneous 3D printing and milling of the manufactured product.

Экструдер 6 перемещается вдоль рельса 20 перемещения порталов экструдера и фрезера и рельса 21 профильного перемещения экструдера. Балка 4 вертикального перемещения фрезера, на которой размещается шпиндель фрезера, перемещается по рельсу 20 перемещения порталов экструдера и фрезера, по направляющей 17 перемещения фрезера и по направляющей 18 вертикального перемещения фрезера, причем, шпиндель фрезера 7 имеет возможность поворота в двух осях из пяти осей фрезерования.The extruder 6 moves along the rail 20 moving the portals of the extruder and milling cutter and rail 21 profile movement of the extruder. The beam 4 of the vertical movement of the milling cutter, on which the spindle of the milling cutter is located, moves along the rail 20 of the movement of the portals of the extruder and the milling cutter, along the guide 17 of the movement of the milling cutter and along the guide 18 of the vertical movement of the milling cutter, moreover, the milling spindle 7 can be rotated in two axes of the five axes of milling .

Изготавливаемое изделие находится на подвижном по направляющей 19 столе 5. Все рельсовые направляющие приводятся в движение при помощи шарико-винтовых передач от электроприводов в виде, например, двигателей с обратной связью по технологии Closed-Loop.The manufactured product is located on a table 5 movable along the guide 19. All rail guides are driven by ball screws from electric drives in the form, for example, of Closed-Loop feedback motors.

Передвижение порталов, как фрезерного, так и экструдерного по продольной оси осуществляется двумя электроприводами - по одному для левой и правой части привода 9 портала фрезера, а также по одному для левой и правой части привода 8 портала экструдера, соответственно.The movement of portals, both milling and extruder along the longitudinal axis, is carried out by two electric drives - one for the left and right parts of the drive 9 of the milling portal, and one for the left and right parts of the drive 8 of the extruder portal, respectively.

Передвижение стола 5 по вертикальной оси осуществляется приводами 13 стола - по одному для каждого угла стола.The movement of the table 5 along the vertical axis is carried out by drives 13 of the table - one for each corner of the table.

Согласованное управление приводами, экструдирование термопластичного полимера и управление фрезером осуществляется центральным процессором, который на чертеже не показан и исполняет код управляющей программы, Согласно командам управляющей программы осуществляется движение заданными осями. Также, согласно командам управляющей программы осуществляется экструдирование термопластичного полимера, перемещение экструдера 6, управление фрезером 7, фрезерная обработка детали, перемещение стола 5, на котором находится изготавливаемое изделие. Отличительной особенностью устройства является то, что оно позволяет производить быстрое прототипирование путем одновременной 3D-печати и фрезерной обработки изготавливаемой детали.Coordinated control of drives, extrusion of thermoplastic polymer and control of the milling cutter is carried out by the central processor, which is not shown in the drawing and executes the code of the control program. According to the commands of the control program, movement is carried out by the specified axes. Also, according to the commands of the control program, the thermoplastic polymer is extruded, the extruder 6 is moved, the milling cutter 7 is controlled, the part is milled, the table 5 is moved, on which the manufactured product is located. A distinctive feature of the device is that it allows rapid prototyping by simultaneous 3D printing and milling of the manufactured part.

Таким образом, в предложенном устройстве обеспечивается более высокая точность и качество изготовления трехмерного (объемного) изделия по цифровой 3D-модели методами быстрого прототипирования с одновременным уменьшением числа технологических операций и сокращения времени изготовления изделия.Thus, the proposed device provides a higher accuracy and quality of manufacturing a three-dimensional (volumetric) product according to a 3D digital model using rapid prototyping methods with a simultaneous reduction in the number of technological operations and a reduction in the manufacturing time of the product.

Claims (1)

Устройство аддитивного формирования крупногабаритных изделий, содержащее размещенные на раме портал экструдера, выполненный с возможностью установки на нем экструдера и перемещения его с использованием привода перемещения по направляющим экструдера, и портал фрезера, выполненного с возможностью установки на нем фрезера и перемещения его с использованием привода перемещения по направляющим фрезера, при этом экструдер и фрезер выполнены с возможностью послойного формирования и одновременной фрезерной обработки изделия путем прототипирования термопластичным полимером на столе, передвижение которого по вертикали осуществляется приводами, выполненными по одному для каждого угла стола, причем портал экструдера и портал фрезера выполнены с возможностью продольного и вертикального перемещения с использованием приводов продольного и вертикального перемещения.A device for the additive formation of large-sized products, containing an extruder portal placed on the frame, made with the possibility of installing an extruder on it and moving it using a movement drive along the extruder guides, and a milling portal made with the possibility of installing a milling machine on it and moving it using a movement drive along guides of the milling cutter, while the extruder and milling cutter are made with the possibility of layer-by-layer formation and simultaneous milling of the product by prototyping with a thermoplastic polymer on a table, the vertical movement of which is carried out by drives made one for each corner of the table, and the extruder portal and the milling portal are made with the possibility of longitudinal and vertical movement using longitudinal and vertical movement drives.
RU2022130958U 2022-11-29 Device for additive formation of large-sized products RU216371U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU216371U1 true RU216371U1 (en) 2023-01-31

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552235C1 (en) * 2014-02-25 2015-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие Интеллектуальные Информационные Системы" Device of displacement of print head for 3d-printer
RU173739U1 (en) * 2017-05-18 2017-09-07 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" 3D PRINTER
RU2719528C1 (en) * 2019-09-04 2020-04-21 Антон Владимирович Белоусов 3d printer for parallel printing
CN113770390A (en) * 2021-08-31 2021-12-10 季华实验室 Additive manufacturing equipment and method for forming equiaxed crystal components
CN115121909A (en) * 2022-06-08 2022-09-30 五邑大学 Arc additive equipment, control method and storage medium for arc additive equipment
CN115229212A (en) * 2022-07-19 2022-10-25 南京中科煜宸激光技术有限公司 Broadband laser cladding synchronous laser cleaning and polishing composite additive machining device and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552235C1 (en) * 2014-02-25 2015-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие Интеллектуальные Информационные Системы" Device of displacement of print head for 3d-printer
RU173739U1 (en) * 2017-05-18 2017-09-07 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" 3D PRINTER
RU2719528C1 (en) * 2019-09-04 2020-04-21 Антон Владимирович Белоусов 3d printer for parallel printing
CN113770390A (en) * 2021-08-31 2021-12-10 季华实验室 Additive manufacturing equipment and method for forming equiaxed crystal components
CN115121909A (en) * 2022-06-08 2022-09-30 五邑大学 Arc additive equipment, control method and storage medium for arc additive equipment
CN115229212A (en) * 2022-07-19 2022-10-25 南京中科煜宸激光技术有限公司 Broadband laser cladding synchronous laser cleaning and polishing composite additive machining device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11343133A (en) Apparatus for cutting sheet glass
JP6771431B2 (en) Methods and systems for generating 3D objects
CN203901726U (en) Drive mechanism of 3D (three-dimensional) printer
CN106313502B (en) A kind of double crossbeam subregion type 3D printers of industry
KR20160024452A (en) 3D printer having multi-nozzle of different diameter
CN107009614B (en) Printing method of 3D product and 3D printer used in method
RU216371U1 (en) Device for additive formation of large-sized products
JP5033117B2 (en) 3D modeling machine
KR20150033247A (en) Three Dimensional Printer
CN106965433B (en) Five 3D printers
CN206106369U (en) Two crossbeams of industry divide domain type 3D printer
CN106738391B (en) Cutting guide wheel, grooving method thereof, grooving machine and multi-wire cutting equipment
CN108058260A (en) Ceramic material 3D printing equipment and its method of work
KR101801457B1 (en) 3D printer device
CN206510438U (en) A kind of many continuous 3D printers of material applicability
CN105252778A (en) Gantry type 3D printer
CN211165353U (en) Transmission structure of 3D printing equipment
KR101834663B1 (en) A 3D printer having a double-layer head
RU197646U1 (en) HIGH PERFORMANCE 3D PRINTER
CN207841655U (en) Ceramic material 3D printing is equipped
CN211416302U (en) 3D printing equipment
CN116494521A (en) Material increasing and decreasing 3D printing system and technology
JPH07148710A (en) Double end tenoner
CN214686868U (en) Die supply system and high-speed intelligent cutting and machining center using the system
CN211968460U (en) Servo hot plate welding machine