Упаковка стереолитографической смолы, перемешивающее устройство, пригодное для использования с указанной упаковкой, стереолитографическая система и способ перемешивания стереолитографической смолы, содержащейся в указанной упаковке

Изобретение относится к упаковке стереолитографической смолы, пригодной для использования в качестве расходного материала стереолитографической машины, к перемешивающему устройству, пригодному для использования с указанной упаковкой, способу перемешивания стереолитографической смолы, содержащейся в указанной упаковке. Стереолитографическая система содержит стереолитографическую машину; упаковку (1) стереолитографической смолы, содержащую контейнер (2), заполненный стереолитографической смолой (3) и снабженный отверстием (4) для доступа; упаковка (1) стереолитографической смолы также содержит: мешалку (5), расположенную съемным образом в указанном контейнере (2) и снабженную по меньшей мере одним магнитом (6); информационное обеспечение (13), относящееся к указанному контейнеру (2) и содержащее информацию о типе и количестве указанной стереолитографической смолы (3); стереолитографическая система также содержит: трубку для соединения указанного контейнера (2) с указанной стереолитографической машиной, пригодную для выведения указанной стереолитографической смолы (3) из указанного контейнера (2); перемешивающее устройство (11), снабженное: седлом (10), пригодным для вмещения указанного контейнера (2); внешним магнитом (9), соединенным с приводом (12), пригодным для приведения магнита в движение; считывающими средствами (14), пригодными для сбора информации, содержащейся в указанном информационном обеспечении (13) указанного контейнера (2), функционально соединенными с логическим блоком (15) управления и сконфигурированными с возможностью управления указанным приводом (12) на основании указанной информации. Изобретение обеспечивает упаковку стереолитографической смолы, облегчающей перемешивание содержащейся в ней смолы. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к упаковке стереолитографической смолы, пригодной для использования в качестве расходного материала стереолитографической машины.

Настоящее изобретение также относится к перемешивающему устройству, пригодному для использования с указанной упаковкой.

Настоящее изобретение также относится к способу перемешивания стереолитографической смолы, содержащейся в указанной упаковке.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что стереолитографическая машина является устройством, позволяющим получать трехмерные объекты путем наложения множества слоев сверху друг на друга, причем эти слои получают отверждением соответствующей стереолитографической смолы.

В частности, термин «стереолитографическая смола» относится к жидкому или пастообразному материалу, твердеющему при воздействии определенного излучения, в частности люминесцентного излучения.

Стереолитографическую смолу можно найти в продаже, упакованную в контейнеры с закрывающей крышкой.

При необходимости контейнер открывают и заливают содержащуюся в нем смолу в резервуар стереолитографической машины для ее последующего отверждения.

Многие стереолитографические смолы представляют собой смеси, состоящие из нескольких компонентов, имеющих разные плотности, и содержат, например, эпоксидные смолы, керамические частицы в суспензии и т.п.

В указанных смесях, так называемых, «гибридных смолах», более тяжелые компоненты будут осаждаться в периоды неактивности, например, в промежутке от упаковки смолы в контейнер до момента ее использования в машине.

Поэтому перед использованием смолы упомянутого ранее типа для восстановления однородности состава необходимо осуществлять перемешивание.

Из уровня техники известно, что содержащуюся в контейнере смолу перемешивают вручную, например, при помощи палки.

Очевидно, что выполнение этой операции вручную является недостатком, и сопряжено с неудобством и необходимостью затрачивать определенное количество времени оператора на ее выполнение.

Другим недостатком ручного перемешивания является его субъективность и, следовательно, сложность воспроизведения результатов.

В частности, ручное перемешивание не может быть оптимизировано для каждого определенного типа смолы, содержащейся в контейнере.

Кроме того, ручное перемешивание также сопряжено с риском случайного соприкосновения оператора со смолой, которая зачастую в определенной степени токсична.

Ручное перемешивание имеет также недостаток, заключающийся в необходимости открытия контейнера, в результате чего компоненты атмосферы, в частности воздуха окружающей среды, воздействуют на смолу, что может ухудшить ее качество.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение ставит своей целью преодоление всех отмеченных выше недостатков предшествующего уровня техники.

В частности, первой целью настоящего изобретения является обеспечение упаковки стереолитографической смолы, облегчающей перемешивание содержащейся в ней смолы.

Также целью изобретения является воспроизводимое и независимое от оператора перемешивание.

Другой целью изобретения является предотвращение воздействия веществ атмосферы на смолу во время ее перемешивания.

Вышеупомянутых целей достигают с использованием упаковки стереолитографической смолы согласно п. 1 формулы изобретения, а также посредством перемешивающего устройства, пригодного для использования вместе с указанной упаковкой.

Вышеупомянутых целей также достигают посредством способа перемешивания стереолитографической смолы согласно п. 10 формулы изобретения.

Другие признаки и характеристики изобретения раскрыты в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Преимуществом изобретения является то, что смолу легче перемешивать, что облегчает задачи рабочего.

Также преимуществом является воспроизводимость перемешивания, что обеспечивает эффективное перемешивание смолы перед ее использованием.

Кроме того, преимущество изобретения заключается в том, что оно предотвращает контакт оператора со стереолитографической смолой, тем самым уменьшая риск интоксикации оператора.

Также преимущество защиты смолы от воздействия веществ атмосферы во время перемешивания позволяет сохранить смолу, увеличивая срок ее годности.

Также преимуществом является возможность учета типа и количества смолы в контейнере при установке параметров перемешивания, что позволяет получить оптимальные результаты перемешивания в различных возможных ситуациях.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Указанные цели и преимущества вкупе с другими, отмеченными ниже, проиллюстрированы в раскрытии предпочтительного варианта осуществления изобретения, приведенного посредством неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемый графический материал, в котором:

- на фиг. 1 показан вид сбоку в разрезе упаковки стереолитографической смолы согласно изобретению, расположенной на перемешивающем устройстве;

- на фиг. 2 показан поперечный разрез фиг. 1 вдоль плоскости II-II;

- на фиг. 3 показан поперечный разрез варианта осуществления упаковки фиг. 1 вдоль плоскости, аналогичной фиг. 2.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение раскрыто относительно стереолитографической системы, содержащей стереолитографическую машину, не проиллюстрированную в настоящем документе, но известную саму по себе, типа, пригодного для получения трехмерного объекта.

В частности, стереолитографическая машина создает трехмерный объект посредством избирательного отверждения стереолитографической смолы в последовательно накладываемых друг на друга слоях.

Стереолитографическую смолу доставляют в упаковке, в целом обозначенной 1 на фиг. 1, содержащей контейнер 2, заполненный указанной стереолитографической смолой 3.

Предпочтительно стереолитографическая смола 3 представляет собой смолу так называемого «гибридного» типа, что подразумевает смесь нескольких компонентов с разными плотностями, содержащую, например, эпоксидные смолы, керамические частицы в суспензии и т.п.

Указанный контейнер 2 оснащен отверстием 4 для доступа, через которое можно извлечь стереолитографическую смолу 3.

Кроме того, упаковка 1 содержит мешалку 5, съемно расположенную в указанном контейнере 2.

Мешалку 5 также оснащают одним или несколькими магнитами 6, показанными пунктирной линией на фиг. 1.

Преимущественно указанные магниты 6 реагируют на магнитную силу, создаваемую магнитом 9, расположенным снаружи контейнера 2.

В частности, внешний магнит 9 воздействует на магниты 6 мешалки 5, вызывая их ориентирование относительно северного полюса N и южного полюса S в противоположность соответствующим полюсам N, S внешнего магнита 9.

По этой причине движение внешнего магнита 9 вызывает аналогичное движение мешалки 5.

Очевидно, что движение мешалки 5 перемешивает стереолитографическую смолу 3, содержащуюся в контейнере 2.

Понятно, что возможность движения мешалки 5 снаружи контейнера 2 позволяет перемешивать стереолитографическую смолу 3 без необходимости открытия контейнера 2, тем самым, достигается цель предохранения смолы в контейнере от воздействия веществ атмосферы.

Кроме того, преимущественно указанная упаковка 1 достаточно проста в изготовлении, так как не требует какого-либо соединительного устройства для соединения мешалки 5 с контейнером 2.

Фактически, положение и движение мешалки 5 определены положением и движением внешнего магнита 9.

Поэтому упаковка 1 может быть получена простым введением мешалки 5 в контейнер 2 вместе со стереолитографической смолой 3.

Предпочтительно, но не обязательно, движение внешнего магнита 9 является вращением вокруг геометрической оси контейнера 2.

Предпочтительно, как будет раскрыто ниже, указанное вращение может быть получено путем соединения внешнего магнита 9 с достаточно простым приводом 12, например электромотором.

Очевидно, согласно вариантам осуществления изобретения, мешалка 5 может осуществлять движение, отличное от вращения, например поступательное движение, планетарное движение или любое другое движение известного типа.

Предпочтительно мешалка 5 содержит два магнита 6, расположенных таким образом, что каждый полюс N, S магнита 6 обращен к соответствующему полюсу N, S другого магнита 6.

В частности, как показано на фиг. 1, каждый из полюсов N, S магнита 6 обращен к противоположному полюсу другого магнита 6.

В этом случае каждый из двух полюсов N, S внешнего магнита 9 притягивает полюс с противоположным знаком соответствующего магнита 6 мешалки 5 и отталкивает другой полюс того же магнита 6.

Поэтому два магнита 6 мешалки 5 вынуждены занимать положение в одной плоскости с внешним магнитом 9.

В частности, когда внешний магнит 9 вращают в плоскости, параллельной дну 2а контейнера 2, мешалка 5 вращается, оставаясь в то же время перпендикулярной дну 2а, что преимущественно увеличивает эффективность мешалки.

Также преимущественно при расположении двух магнитов 6 противоположно друг другу, как раскрыто выше, мешалка 5 имеет такую конфигурацию, что может занимать любое из двух эквивалентных положений, одно из которых повернуто на 180° относительно другого.

Также преимущественно обратное расположение двух магнитов 6 делает возможным использование одиночного внешнего магнита 9 для их движения.

Согласно варианту осуществления изобретения, не проиллюстрированному в настоящем документе, два магнита 6 мешалки 5 могут быть расположены с обращенными друг к другу одноименными полюсами N, S.

В этом случае движения мешалки 5 добиваются посредством двух внешних магнитов, которые также обращены друг к другу одноименными соответствующими полюсами N, S таким образом, чтобы притягивать соответствующие противоположные полюса магнитов 6 мешалки.

Понятно, что в таком варианте осуществления мешалка 5 предполагает рабочую конфигурацию, находящуюся в одной плоскости относительно внешних магнитов.

В любом случае, мешалка 5 предпочтительно содержит пластинчатое тело 5а, проходящее между двумя магнитами 6.

Преимущественно пластинчатое тело 5а осуществляет перемешивание, следующее за вращением мешалки 5.

Очевидно, варианты осуществления настоящего изобретения могут содержать мешалку с одним магнитом или с более чем двумя магнитами.

В этих вариантах осуществления пластинчатое тело 5а конфигурируют относительно магнитов таким образом, что в рабочем положении оно обнаруживается, главным образом, в плоскости, перпендикулярной оси вращения мешалки 5.

Что касается контейнера 2, предпочтительно он является сосудом, поставляемым преимущественно отдельно от стереолитографической машины.

Предпочтительно указанный сосуд имеет плоское дно 2а, что преимущественно улучшает перемешивание, так как исключает присутствие изогнутых участков по углам контейнера 2, труднодоступных при перемешивании.

Также преимущественно плоское дно 2а способствует близкому расположению мешалки 5 и внешнего магнита 9.

Понятно, что указанное минимальное расстояние увеличивает притяжение между магнитами 6 мешалки 5 и внешним магнитом 9, тем самым усиливая приводное движение мешалки 5.

Сосуд имеет предпочтительно круглое поперечное сечение, как показано на фиг. 2.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 3, поперечное сечение сосуда ограничено профилем из смешанных линий.

Указанный профиль из смешанных линий обеспечивает точное соответствие сосуда седлу 10, чья форма соответствует форме контейнера.

Указанная конфигурация седла 10 преимущественно предотвращает вращение сосуда вокруг его оси, которое может возникнуть в результате вращения, сообщаемого мешалке 5.

Предпочтительно поперечное сечение имеет, как правило, треугольную форму, что преимущественно улучшает вместимость сосуда.

Очевидно, что в различных вариантах осуществления изобретения форма сосуда может быть отличной от треугольной, в общем случае многоугольной.

Предпочтительно сосуд снабжают отверстием 4 для доступа, запечатанным с помощью крышки 8. Указанная крышка 8 преимущественно сохраняет содержимое контейнера 2, предотвращая его порчу из-за взаимодействия с веществами окружающей среды.

Очевидно, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут содержать контейнер 2, сконфигурированный таким образом, что он может быть использован непосредственно как емкость для стереолитографической машины, например, с прозрачным дном.

Предпочтительно внутренняя поверхность контейнера 2 определяет вогнутую область 7, как в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, проходящую соответственно в направлении, ортогональном плоскости отверстия 4 для доступа, ко дну 2а контейнера 2.

Указанная вогнутая область 7 пригодна для размещения в ней дозировочной трубки, расположенной в контейнере 2, через которую смолу 3 извлекают и направляют в стереолитографическую машину.

Преимущественно указанная вогнутая область 7 может вмещать дозировочную трубку, тем самым исключается возможность помехи последней вращению мешалки 5.

Очевидно, что если контейнер 2 имеет многоугольную форму, что раскрыто выше, каждая вершина многоугольника определяет соответствующую вогнутую область 7.

Согласно варианту осуществления изобретения, не проиллюстрированному в настоящем документе, мешалку 5 снабжают сквозным отверстием, в которое ввинчивают дозировочную трубку.

Преимущественно указанное расположение дозировочной трубки позволяет располагать ее конец на уровне центра контейнера 2, откуда смола 3 может быть извлечена эффективнее.

В этом случае дозировочную трубу предпочтительно выполняют из гибкого материала для обеспечения определенной свободы движению мешалки 5.

Согласно изобретению контейнер 2 содержит также информационное обеспечение 13, содержащее информацию о типе и количестве стереолитографической смолы 3, содержащейся в контейнере 2.

Информационное обеспечение 13 соединяют со средствами связи, пригодными для передачи информации о стереолитографической смоле 3 к внешнему устройству, например к стереолитографической машине или к автоматическому перемешивающему устройству 11 показанного на фиг. 1 типа.

Преимущественно наличие указанного информационного обеспечения 13 позволяет внешнему устройству вести процесс с учетом содержимого контейнера 2.

Предпочтительно, но не обязательно, информационное обеспечение 13 является электронным устройством, например ретранслятором типа РЧИ (радиочастотной идентификации), интегральной схемой (микрочип) или подобным устройством.

Согласно вариантам осуществления изобретения информационное обеспечение 13 может быть магнитной лентой или любым другим обеспечением, пригодным для хранения указанной информации.

Что касается средств связи, они, предпочтительно, содержат электромагнитные средства, например антенну или магнитное поле, в частности, пригодные для использования в случае, когда информационное обеспечение 13 является, соответственно, РЧИ или магнитной лентой.

В вариантах осуществления настоящего изобретения, передающие средства могут содержать электрические средства, подобные, например, коннектору, который, в частности, пригоден для использования вместе с интегральной схемой.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения передающие средства могут содержать любые средства, пригодные для передачи информации от информационного обеспечения 13 к устройству пользователя.

Как уже упоминалось, перемешивание может быть выполнено автоматическим перемешивающим устройством 11, содержащим седло 10, выполненное с возможностью размещения в нем контейнера 2, а также содержащим внешний магнит 9 и соответствующий привод 12, заставляющий вращаться этот магнит.

В частности, перемешивающее устройство 11 сконфигурировано таким образом, что когда контейнер 2 совмещают с седлом 10, внешний магнит 9 находится вблизи контейнера 2 и, предпочтительно, обращен к его дну 2а.

Очевидно, что в вариантах осуществления изобретения внешний магнит 9 может находиться в разных положениях и может двигаться другим образом, отличным от описанного выше.

Предпочтительно, перемешивающее устройство 11 содержит считывающие средства 14, например антенну, магнитный считыватель, коннектор, пригодный для соединений с контейнером 2, или любыми другими средствами, выполненными с возможностью сбора информации, содержащейся в информационном обеспечении 13.

Предпочтительно сбор данных имеет место, когда контейнер 2 совмещают с седлом 10, а считывающие средства 14 сконфигурированы соответствующим образом.

Перемешивающее устройство 11 конфигурируют таким образом, что оно перемешивает стереолитографическую смолу 3 с учетом указанной информации, например, посредством логического блока 15 управления, управляющего приводом 12 внешнего магнита 9, в частности, устанавливая скорость вращения и время перемешивания.

Предпочтительно перемешивающее устройство 11 содержит также нагревательные элементы 16, сконфигурированные с возможностью установления теплового контакта с контейнером 2, при установке последнего в седло 10.

Предпочтительно указанные нагревательные элементы 16 располагают внутри стенок 17, ограничивающих седло 10.

Преимущественно нагревательные элементы 16 способны нагревать стереолитографическую смолу 3, содержащуюся в контейнере 2, до заранее установленной температуры таким образом, чтобы способствовать перемешиванию смолы 3 и/или ее успешному использованию в стереолитографическом процессе.

Предпочтительно также нагревательные элементы 16 контролируют посредством логического блока 15 управления на основании информации, содержащейся в информационном обеспечении 13, чтобы поддерживать смолу 3 при оптимальной температуре во время перемешивания.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, перемешивающее устройство 11 принадлежит стереолитографической машине, что преимущественно упрощает операционный цикл.

Вышеизложенное ясно показывает, что изобретение позволяет достичь всех поставленных целей.

В частности, наличие магнитной мешалки, располагаемой внутри контейнера, делает возможным перемешивание без необходимости открытия контейнера и, тем самым, воздействия веществ атмосферы на смолу.

Кроме того, магнитный режим может быть получен через автоматическое перемешивающее устройство, что исключает вмешательство оператора и, тем самым, упрощает операцию перемешивания и делает этот процесс воспроизводимым.

В частности, указанное перемешивающее устройство может быть сконфигурировано таким образом, что перемешивание осуществляют соответственно типу и количеству материала, содержащемуся в контейнере, тем самым, обеспечивая большую надежность реализуемого процесса перемешивания.

1. Стереолитографическая система, содержащая:
- стереолитографическую машину;
- упаковку (1) стереолитографической смолы, содержащую контейнер (2), заполненный стереолитографической смолой (3) и снабженный отверстием (4) для доступа;
отличающаяся тем, что указанная упаковка (1) стереолитографической смолы также содержит: мешалку (5), расположенную съемным образом в указанном контейнере (2) и снабженную по меньшей мере одним магнитом (6); информационное обеспечение (13), относящееся к указанному контейнеру (2) и содержащее информацию о типе и количестве указанной стереолитографической смолы (3), соединенное со средствами связи, пригодными для передачи указанной информации внешнему устройству; причем указанная стереолитографическая система также содержит:
трубку для соединения указанного контейнера (2) с указанной стереолитографической машиной, пригодную для выведения указанной стереолитографической смолы (3) из указанного контейнера (2);
- перемешивающее устройство (11), снабженное:
- седлом (10), пригодным для вмещения указанного контейнера (2);
- внешним магнитом (9), соединенным с приводом (12), пригодным для приведения магнита в движение;
- считывающими средствами (14), пригодными для сбора информации, содержащейся в указанном информационном обеспечении (13) указанного контейнера (2), функционально соединенными с логическим блоком (15) управления, сконфигурированным с возможностью управления указанным приводом (12) на основании указанной информации.

2. Стереолитографическая система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит нагревательные средства (16), сконфигурированные с возможностью установления теплового контакта с указанным контейнером (2), когда указанный контейнер (2) расположен в указанном седле (10).

3. Стереолитографическая система по п. 2, отличающаяся тем, что указанный логический блок (15) управления сконфигурирован с возможностью управления указанными нагревательными элементами (16) на основании информации, содержащейся в указанном информационном обеспечении (13).

4. Стереолитографическая система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанная мешалка (5) содержит по меньшей мере два указанных магнита (6), расположенных таким образом, что каждый из полюсов (N, S) одного из указанных магнитов (6) обращен к соответствующему полюсу (N, S) другого магнита (6).

5. Стереолитографическая система по п. 4, отличающаяся тем, что каждый из полюсов (N, S) одного из указанных магнитов (6) обращен к противоположному полюсу (N, S) другого магнита (6).

6. Стереолитографическая система по п. 4, отличающаяся тем, что указанная мешалка (5) содержит пластинчатое тело (5а), проходящее между двумя указанными магнитами (6).

7. Стереолитографическая система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что указанная мешалка (5) выполнена с возможностью извлечения из указанного контейнера (2).

8. Стереолитографическая система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что указанный контейнер (2) представляет собой сосуд, а указанное отверстие (4) для доступа запечатано с помощью крышки (8).

9. Стереолитографическая система по п. 8, отличающаяся тем, что поперечный разрез указанного сосуда снаружи ограничен профилем из смешанных линий.

10. Способ перемешивания стереолитографической смолы (3), содержащий следующие операции:
- подготовка упаковки (1) стереолитографической смолы путем наполнения контейнера (2), снабженного отверстием (4) для доступа, указанной стереолитографической смолой;
отличающийся тем, что указанная упаковка (1) стереолитографической смолы также содержит: мешалку (5), расположенную съемным образом в указанном контейнере (2) и снабженную по меньшей мере одним магнитом (6); информационное обеспечение (13), относящееся к указанному контейнеру (2) и содержащее информацию о типе и количестве указанной стереолитографической смолы (3), соединенное со средствами связи, пригодными для передачи указанной информации внешнему устройству;
причем указанный метод также содержит следующие операции:
- расположение внешнего магнита (9) снаружи контейнера (2) со стороны дна (2а) указанного контейнера (2);
- сбор указанной информации из указанного информационного обеспечения (13);
- управление приводом (12) посредством логического блока (15) управления для приведения в движение указанного внешнего магнита (9) на основании указанной информации таким образом, чтобы приводить в движение указанную мешалку (5).

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанное движение указанного внешнего магнита (9) представляет собой вращение.

12. Способ по любому из пп. 10 или 11, отличающийся тем, что содержит операцию нагревания указанной стереолитографической смолы (3).

13. Способ по любому из пп. 10 или 11, отличающийся тем, что содержит операцию:
- управления скоростью и/или временем вращения указанного внешнего магнита (9) и/или температурой, используемой в указанной операции нагревания указанной стереолитографической смолы (3), на основании указанной информации.