Устройство для изготовления полимерных сшитых трехмерных прототипов

Авторы патента:

B33Y40/00 -

B29C64/321 - Формование или соединение пластиков; формование веществ в пластическом состоянии вообще; последующая обработка формованных изделий, например ремонт (металлорежущие станки B23; шлифование, полирование B24; резка B26D, B26F, изготовление заготовок B29B 11/00)

Изобретение относится к устройствам для изготовления трехмерных прототипов. Техническим результатом является создание трехмерных прототипов с использованием в качестве расходного материала реактопластов или растворов полимеров с возможностью осуществления построения трехмерных прототипов без использования УФ-облучения. Технический результат достигается устройством для изготовления трехмерных прототипов, которое содержит микроконтроллерный блок управления, устройство позиционирования в трехмерных координатах, нагревательную платформу, вентилируемую термокамеру. При этом вентилируемая термокамера содержит устройство подачи полимерного материала, включающее в себя линейный плунжерный насос, картридж для реактопластов или растворов полимеров, термостатируемые трубки, систему клапанов и устройство смешения и предобработки полимера. Устройство смешения и предобработки полимера включает в себя двигатель смесительного устройства смешения, микролопастной смеситель, блок смешения, сопло. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области трехмерного прототипирования, в частности к устройствам для создания трехмерных прототипов.

Известно устройство для изготовления трехмерных прототипов, включающее устройство подачи полимера с винтовой подачей полимерного филамента, которая перемещается в трехмерных координатах по заранее заданному алгоритму [Патент США №7897074, кл. В29С 41/02; В29С 41/46; В29С 41/52; опубл/01.03.2011].

К недостаткам данного устройства для изготовления трехмерных прототипов следует отнести невозможность осуществления построения трехмерных прототипов с использованием двух компонентных полимеров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для изготовления трехмерных прототипов, включающее устройство подачи полимеров, состоящего из экструзионной головки, способную осуществлять построение трехмерных прототипов с использованием двух- и трехкомпонентных полимеров [Патент США №2009/0295032, кл. В28В 1/14; В28В 1/14; опубл. 03.12.2009]. Применение устройства подачи полимера для нанесения материала позволяет осуществлять построение трехмерных прототипов с использованием различных полимерных материалов, которые сшиваются под действием УФ-облучения.

Недостатком этого устройства для изготовления трехмерных прототипов является невозможность осуществления построения трехмерных прототипов путем комбинирования реактопластов или растворов термопластов, а также необходимость применения при построении трехмерных прототипов УФ-облучения.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: создание устройства для изготовления трехмерных прототипов, способного осуществлять создание трехмерных прототипов с использованием в качестве расходного материала реактопластов или растворов полимеров с возможностью осуществления построения трехмерных прототипов без использования УФ-облучения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для изготовления трехмерных прототипов содержит микроконтроллерный блок управления, устройство позиционирования в трехмерных координатах, нагревательную платформу, вентилируемую термокамеру, содержащую специальную устройство смешения и подачи полимера. Специальное устройство подачи раствора полимера включает в себя линейные плунжерные экструдеры, картриджи для растворов полимеров, термостатируемые трубки, нагревательный блок, печатную головку, систему клапанов. Устройство подачи раствора полимера позволяет использовать в качестве полимерного материала для создания трехмерных прототипов реактопласты (эпихлоргидрин / диэтилентриамин, эпихлоргидрин / 2-метилимидазол, алифатические нефтеполимерные смолы фракции С5 / BF₃, сольванафта / AlCl₃, полиэтиленгликольфумарат / метилметакрилат / тиомочевина / третбутилпероксид и др.) или растворы полимеров (полиэтилентерефталат, полиуретан, полиамид-6, полиакрилонитрил, поликарбонат, полибутилентерефталат, фторопласт-32Л-Н, пиолоформ F, поливиниленкарбонат, полиацеталь, поли-2-винилпиридин, поли-4-винилпиридин и др.).

На фиг. 1 показано устройство для изготовления трехмерных прототипов (изометрия), на фиг. 2 - устройство подачи полимерного материала, на фиг. 3 - устройство смешения и предобработки полимера.

Устройство для изготовления трехмерных прототипов включает в себя микроконтроллерный блок управления 1, устройство подачи полимерного материала 2, устройство позиционирования в трехмерных координатах 3, нагревательную платформу 4, на которой осуществляется построение трехмерных прототипов, вентилируемую термокамеру 5.

Устройство для изготовления трехмерных прототипов (фиг. 1) работает следующим образом. В микроконтроллерный блок управления 1 загружается программный комплекс устройства для изготовления трехмерных прототипов, в соответствии с которым устройство трехмерного позиционирования 3 перемещает нагревательную платформу 4, на которой осуществляется построение полимерных трехмерных прототипов. Построение трехмерных прототипов осуществляется путем подачи реактопластов или раствора полимера через устройство подачи полимерного материала 2.

Устройство подачи полимерного материала (фиг. 2) включает в себя: линейный плунжерный насос 6 с поршнем 6а и материальным цилиндром 6б, картридж для реактопластов или растворов полимеров 7, термостатируемые трубки 8, систему клапанов 9, устройство смешения и предобработки полимера 10.

Устройство подачи полимерного материала работает следующим образом: при движении поршня 6а плунжерного насоса 6 от положения А в положение Б происходит заполнение реактопластом или раствором полимера материального цилиндра 6б плунжерного насоcа 6 из картриджа для реактопласта или раствора полимера 7 по термостатируемым трубкам 8. В процессе построения трехмерных прототипов происходит программируемое движение поршня 6а положения А в положение Б и подача раствора полимера по термостатируемым трубкам 8 в устройство для смешения и предобработки полимера 10. Устройство подачи полимерного материала оснащено системой клапанов 9 предотвращающих обратное стекание полимера в картридж для реактопластов и растворов полимеров.

Устройство смешения и предобработки полимера (фиг. 3) включает в себя: двигатель смесительного устройства смешения 11, микролопастной смеситель 12, блок смешения 13, сопло 14.

Устройство смешения и предобработки полимера работает следующим образом: при поступлении в блок смешения 13 реактопласта или раствора полимера происходит их программируемое смешивание с помощью двигателя 11 и микролопастного смесителя 12. Смешанный и/или нагретый реактопласт или раствор полимера поступает в сопло 14.

Алгоритм генерирования G-кода в программной среде протекает следующим образом. В специально разработанную программную оболочку загружается 3D модель, для которой задаются условия создания трехмерного прототипа, геометрические характеристики трехмерного прототипа и на основе базы данных свойств растворов полимеров выбирается тип раствора полимера. В случае необходимости построения трехмерного прототипа из различных реактопластов или растворов полимера задаются дополнительные параметры переключения картриджей для подачи растворов полимеров. Далее в соответствии с заданными условиями генерируется G-код, учитывающий уменьшение наложенного полимерного слоя в результате усадки или испарения растворителя, который передается в микроконтроллерный блок управления.

Таким образом, устройство трехмерного прототипирования содержит, микроконтроллерный блок управления 1, устройство позиционирования в трехмерных координатах 3, нагревательную платформу 4, на которой осуществляется построение трехмерных прототипов, вентилируемую термокамеру 5, которая содержит устройство подачи полимерного материала 2. Устройство подачи полимерного материала 2 включает в себя линейный плунжерный насос 6 с поршнем 6а и материальным цилиндром 6б, картридж для реактопластов или растворов полимеров 7, термостатируемые трубки 8, систему клапанов 9, устройство смешения и предобработки полимера 10. Устройство смешения и предобработки полимера включает в себя двигатель смесительного устройства смешения 11, микролопастной смеситель 12, блок смешения 13, сопло 14. Устройство подачи раствора полимера 2 позволяет использовать в качестве полимерного материала для создания трехмерных прототипов реактопласты или растворы полимеров и позволяет осуществлять построения трехмерных прототипов без использования УФ-облучения.

По сравнению с наиболее близким аналогом, использование предлагаемого устройства для изготовления трехмерных прототипов позволяет осуществлять построение трехмерных прототипов с использованием реактопластов или растворов полимеров и исключить из процесса построения трехмерных прототипов УФ-облучение.

1. Устройство для изготовления трехмерных прототипов, содержащее микроконтроллерный блок управления, соединенный с устройством позиционирования в трехмерных координатах, связанный с нагревательной платформой, вентилируемой термокамерой, отличающееся тем, что вентилируемая термокамера содержит устройство подачи полимерного материала, включающее в себя линейный плунжерный насос, картридж для реактопластов или растворов полимеров, термостатируемые трубки, систему клапанов, устройство смешения и предобработки полимера, которое включает в себя двигатель смесительного устройства смешения, микролопастной смеситель, блок смешения, сопло.

2. Устройство для изготовления трехмерных прототипов по п. 1, отличающееся тем, что устройство позволяет использовать в качестве полимерного материала для создания трехмерных прототипов реактопласты или растворы полимеров.

Изобретение относится к области приготовления широкого круга композитных материалов и может найти широкое применение в производстве катализаторов, носителей, сорбентов и др.

Системы и способы для управления аддитивным производством // 2706104

Раскрыта система для использования в аддитивном производстве структуры. Эта система может включать в себя машину для аддитивного производства, память, в которой хранятся выполнимые компьютером инструкции, и процессор.

Способ и установка для сшивания или вулканизации удлиненного элемента // 2706057

Изобретение относится к способу и установке для сшивания или вулканизации удлиненного элемента, при этом способ включает стадию (2) экструдирования, на которой на проводящий элемент наносят покрытие в виде слоя сшиваемого синтетического материала, и стадию (3) сшивания, на которой проводят реакцию сшивания после стадии экструдирования.

Способ лазерного послойного синтеза объемного изделия с внутренними каналами // 2705821

Изобретение относится к способу лазерного послойного синтеза объемного изделия с внутренними каналами и может быть использовано в авиационной и ракетной технике.

Фильтрующее устройство с барабанным ситом для средневязких и высоковязких текучих сред и способ его уплотнения и монтажа // 2705080

Изобретение относится к фильтрующему устройству с барабанным ситом для средневязких и высоковязких текучих сред. У фильтрующего устройства (100) с барабанным ситом для средневязких и высоковязких текучих сред, которое включает в себя установленное в корпусе (10) с возможностью вращения барабанное сито (20) по меньшей мере с одним проницаемым для потока просевным элементом (21), барабанное сито (20) в области своих уплотнительных поверхностей (22) и промежуточные пластины (15) изготавливаются или обрабатываются совместно, так что они имеют идентичную высоту.

Сополимеры для трехмерной печати // 2705077

Изобретение относится к новым материалам для трехмерной печати на основе сополимеров, содержащих экологичные материалы. Описан способ 3D печати, включающий: обеспечение сополимера для применения в 3D печати, содержащего полимер из трех звеньев, характеризующийся мономерными звеньями: от 10 молярных процентов до 30 молярных процентов дикислотного мономерного звена; от 10 молярных процентов до 40 молярных процентов диолового мономерного звена; и от 45 молярных процентов до 55 молярных процентов терефталатного мономерного звена; экструзию сополимера с получением волокна; и подачу волокна в разогретое сопло для нанесения сополимера на подложку для формирования на подложке 3D объекта.

Уплотнительный червяк // 2705076

Изобретение относится к экструзионной системе. Техническим результатом является сокращение вывода частиц продукта через уплотнительный червяк.

Устройство и способ непрерывного производства комбинированных полиэтиленовых труб, армированных лентами из стекловолокна // 2705075

Изобретение относится к технологиям пластиковых труб, в частности к устройству и способу непрерывного производства полиэтиленовых комбинированных труб, армированных лентой из стекловолокна.

Головка экструзионная // 2705057

Изобретение относится к устройствам для производства многослойных изделий плоской и других форм в химической и других отраслях промышленности методом соэкструзии.

Композиционный материал // 2704482

Изобретение относится к композиционным материалам, предназначенным для аддитивных технологий производства изделий. Композиционный материал включает следующие компоненты при их соотношении, масс.

Способ изготовления деталей из армированных термопластичных материалов методом термоштампования // 2706614

Изобретение относится к технологии производства композиционных изделий из углепластика и стеклопластика методом термоштампования, а именно к автоматизированному процессу изготовления изделий из армированных композитов с термопластичным связующим материалом, и предназначено для использования в процессе производства изделий для авиационной, судовой, автомобильной и строительной отраслей, а также спортивного инвентаря. Способ осуществляют с использованием системы, включающей установленные в технологической последовательности загрузочную тележку, печь, в крышке которой расположены нагревательные элементы, роботизированный манипулятор и гидравлический пресс с загрузочным столом. Согласно способу укладывают термопластичный полимер, армированный волокном, в форму. Форму с уложенным термопластичным материалом помещают на загрузочную тележку. Перемещают тележку под крышку печи, крышку с нагревательными элементами опускают на тележку с заготовкой. В печи осуществляют разогрев заготовки до температуры плавления термопластичного полимера препрега. После разогрева заготовки поднимают крышку печи и загрузочную тележку с заготовкой перемещают с помощью роботизированного манипулятора на загрузочный стол гидравлического пресса. Загрузочный стол перемещают в рабочую зону пресса. В гидравлическом прессе осуществляют формовку детали. Затем охлаждают деталь, извлекают ее из формы и проводят механическую обработку. Техническим результатом является получение изделий из композиционных материалов с термопластичным связующим автоматизированным способом, который позволяет снизить трудоемкость работ, улучшить показатели производительности и повысить точность изготовления деталей. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ послойного формирования форм и стержней посредством содержащего жидкое стекло связующего и содержащее жидкое стекло связующее // 2706616

Группа изобретений относится к связующему, которое содержит жидкое стекло и дополнительно фосфат или борат или оба, к способу послойного формирования форм и стержней (варианты). Способ содержит смесь конструкционного материала, которая по меньшей мере содержит огнеупорный основной формовочный материал и связующее с заданными свойствами. Для послойного получения форм и стержней посредством 3-D печати огнеупорный основной формовочный материал послойно наносят и выборочно послойно на нем печатают с применением связующего, формируя заготовку, соответствующую формам или стержням. Формы или стержни высвобождаются после удаления несвязанной смеси конструкционного материала. Технический результат, достигаемый при использовании группы изобретений, заключается в создании связующего на основе жидкого стекла или водного раствора силиката щелочного металла для использования при трехмерной печати. 3 н. и 24 з.п. ф-лы.

Способ проектирования и производства распределительного элемента для нанесения вязкой вспенивающейся жидкой смеси на ламинатор // 2706619

Группа изобретений относится к способу проектирования и производства распределительного элемента для использования на производственной линии (варианты) и распределительному элементу. Способ проектирования и производства распределительного элемента для использования на производственной линии включает использование смесительной головки для изготовления вязкой вспенивающейся жидкой смеси, ламинатора с заданной скоростью, составляющей, по меньшей мере, 20 м/мин, и распределительного элемента, имеющего центральный впуск, соединенный по текучей среде с рядом выпусков через основной канал. Способ включает также выбор (3001) геометрической формы для распределительного элемента и определение множества геометрических параметров; присвоение (3002) значений параметрам; создание (3003) виртуальной модели; моделирование (3005) потока в модели посредством осуществления компьютерного моделирования динамики текучей среды (CFD) с учетом (3004) модели неньютоновской разжижающейся при сдвиге текучей среды; e) оценку моделируемого потока и изготовление (2007) физического распределительного элемента. Технический результат, достигаемый при использовании группы изобретений, заключается в нанесении слоя смеси, который должен являться максимально однородным, по всей ширине верхнего слоя листа или ламинатора. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 31 ил.

Шнековый пластикатор для литья под давлением полимеров // 2706625

Изобретение относится к устройству для литья под давлением пластмасс. Техническим результатом является повышение точности температуры нагрева и степени компрессии жидкого пластиката, понижение энергоемкости и материалоемкости, сокращение цикла литья и увеличение производительности. Технический результат достигается устройством для литья под давлением пластмасс, которое содержит пластикатор, накопитель расплава, загрузочный карман, нагревательный элемент и транспортирующий шнек. При этом транспортирующий шнек выполнен сборным из отдельных частей, закрепленных на валу с возможностью осевого и вращательного перемещения, и сочетающим цилиндрическую и коническую формы конструкции. Причем шаг, глубина и количество зубьев частей шнека выполнены различными. Нагревательный элемент представляет собой электроды для нагрева высокочастотным электромагнитным полем, выполненные в виде кольцевого внешнего электрода, внутри которого расположен шнек, одна из частей которого является внутренним электродом, закрепленным на шпонке вала. 1 ил.