Способ и устройство для аддитивного производства изделий

Изобретение относится к способам изготовления изделий с применением аддитивных технологий (3Д-печати) и устройствам для изготовления изделий с применением аддитивных технологий (3Д-принтерам). Изобретение может применяться во многих областях промышленности, народного хозяйства и в личных целях, везде, где необходимо изготовление деталей сложной формы из полимерных материалов, в частности в машиностроении, авиации, станкостроении, электроэнергетике, космонавтике, медицине, строительстве, дизайне, моделировании, в домашнем хозяйстве и в других областях. Изделие создается из послойно наносимого, многокомпонентного, химически отверждаемого материала, включающего в себя подачу компонентов в печатающую головку по отдельным каналам, их смешивание перед соплом и нанесение послойно, время нанесения одного слоя больше времени гелеобразования используемого материала и меньше времени отверждения используемого материала. Технический результат изобретения - повышение качества и механических свойств изделий, изготовленных из многокомпонентных химически отверждаемых материалов с применением аддитивных технологий, обеспечение возможности изготовления изделий с более сложной геометрией, изделий больших размеров, повышение удобства использования технологии и эксплуатации устройства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к способам изготовления изделий с применением аддитивных технологий (3Д-печати) и устройствам для изготовления изделий с применением аддитивных технологий (3Д-принтерам). Изобретение может применяться во многих областях промышленности, народного хозяйства и в личных целях, везде где необходимо изготовление деталей сложной формы из полимерных материалов, в частности в машиностроении, авиации, станкостроении, электроэнергетике, космонавтике, медицине, строительстве, дизайне, моделировании, в домашнем хозяйстве и в других областях.

В настоящее время известно большое множество способов и устройств для аддитивного производства изделий. В отдельную категорию можно вынести способы печати многокомпонентными химически отверждаемыми полимерными материалами, например, двухкомпонентной эпоксидной смолой, полиэфирной смолой, винилэфирной смолой, полиуретаном, силиконом и пр. В подобных способах смешивают два или более изначально жидких компонентов, которые твердеют, вступая в реакцию.

Например, известен состав композитных чернил для 3D-печати, содержащий: не отверждённую полимерную смолу, частицы наполнителя и скрытый отвердитель, причем состав композиционных чернил имеет вязкость, зависящую от скорости деформации, и значение плато модуля накопления упругости G', составляющее по меньшей мере примерно 103 Па (см. патент US20160346997A1 от 2014-02-10). Известный состав композитных чернил обладает важным преимуществом – высокой адгезией между слоями, возникающей из-за эффекта «сшиваемости» слоев – слои материала, в процессе отверждения, вступают в химическую реакцию друг с другом, что обеспечивает высокую прочность между слоями, близкую к прочности самого материала. В то же время известный состав обладает существенным недостатком, так как он готовится заранее, и печать выполняется уже смешенным составом, его отверждение во время печати невозможно и конструкция сохраняет форму исключительно за счет вязкости неотвержденной смолы, что не позволяет создавать сложные формы.

Частично указанный недостаток устранен в известном способе аддитивного производства для формирования компонента на послойной основе, включающем: перекачивание первого материала из первого насоса в смеситель; перекачивание второго материала из второго насоса в смеситель; смешивание первого материала и второго материала в смесителе с образованием термореактивной смолы; а также экструдирование термореактивной смолы через сопло для нанесения термореактивной смолы по заданному шаблону с образованием слоя компонента (см. патент EP2955004A1 от 2014-06-09) и в известном способе изготовления трехмерной структуры, включающем: подачу первого компонента из термореактивной смолы из первого контейнера в узел сопла, при этом узел сопла включает в себя смесительный узел; подачу второго компонента из термореактивной смолы из второго контейнера в узел сопла; объединение первого компонента термореактивной смолы и второго компонента термореактивной смолы со смесительным узлом для создания многокомпонентной термореактивной смолы; экструдирование первого слоя многокомпонентной термореактивной смолы из узла сопла на строительную платформу; а также экструдирование второго слоя многокомпонентной термореактивной смолы из узла сопла на платформу для сборки (см. патент WO2016191329A1 от 2015-05-22), в известных способах состав готовится непосредственно перед печатью, что позволяет использовать составы с более коротким временем жизни (временем в течение которого состав остается жидким), в таком случае только часть создаваемого изделия представляет собой неотвержденный состав и сохраняет форму исключительно за счет вязкости неотвержденной смолы, что позволяет усложнить форму создаваемых изделий.

В еще большей степени указанный недостаток решен в известном способе изготовления трехмерных (3D) объектов, включающий: экструдирующее термореактивное печатающее устройство, содержащее: экструзионное сопло для доставки термореактивного продукта из него для формирования трехмерного объекта, смесительную камеру для приема и смешивания по меньшей мере первого реактивного компонента, второго реактивного компонента и третьего реактивного компонента для получения термореактивного продукта и дозирующее устройство для управления по меньшей мере количеством и скоростью потока первого реактивного компонента, второго реактивного компонента и третьего реактивного компонента, поступающих в смесительную камеру (см. патент WO2019113364A1 от 06.12.2017). В описании к известному способу в разделе 0013 вводится понятие «минимальное время слоя» - время, в течение которого используемый материал частично отверждается и теряет свойства жидкости (так же называется временем гелеобразования), т.е. в известном способе скорость печати подобрана таким образом, что нанесенный материал успевает частично отвердеть до нанесения следующего слоя, что позволяет создавать изделия сложной формы, так как в известном способе не выполняется построение на слоях неутверждённого состава. В то же время известный способ обладает недостатком, связанным с особенностями используемых материалов. Возникающий при печати эффект сшиваемости связан с тем, что отверждение материала происходит постепенно и характеризуется двумя величинами: временем гелеобразования (частичного отверждения) – временем с момента смешивания компонентов до их предварительного отверждения и превращения в гелеобразное вещество (фактически временем фазового перехода, после которого смола перестает быть жидкостью, а ее вязкость значительно увеличивается) и временем «отверждения» – временем, в течение которого материал остается химически активным и способен прореагировать с новым слоем. Для получения качественного изделия важно, чтобы скорость печати была согласована со временем гелеобразования, так как наносить следующий слой возможно только после частичного отверждения первого, и временем отверждения, так что бы вся деталь получила однородную структуру с высокой адгезией между слоями. В то время как в известном способе время отверждения не учитывается, а согласование происходит только по времени гелеобразования, что может привести к снижению адгезии и некачественной печати при создании больших изделий, использовании сверхбыстрых составов или очень медленных скоростей, так как в таких случаях наносимый слой полностью отвердеет и не прореагируют со следующим слоем. Способ, описанный в WO2019113364A1, является наиболее близким техническим решением и принят в настоящей заявке за прототип.

Задачами, решаемыми настоящим изобретением, являются повышение качества и механических свойств изделий, изготовленных из многокомпонентных химически отверждаемых материалов с применением аддитивных технологий, обеспечение возможности изготовления изделий с более сложной геометрией, изделий больших размеров, повышение удобства использования технологии и эксплуатации устройства.

Технический результат в предлагаемом изобретении достигается за счет применения способа аддитивного производства, в котором изделие создается из послойно наносимого, многокомпонентного, химически отверждаемого материала, включающего в себя подачу компонентов в печатающую головку по отдельным каналам, их смешивание перед соплом и нанесение послойно, отличающегося тем, что время нанесения одного слоя больше времени гелеобразования используемого материала и меньше времени отверждения используемого материала. Использование многокомпонентного, химически отверждаемого материала позволяет получить изделие с высокой прочностью, высокой адгезией между слоями и низкой анизотропией. Подача компонентов в печатающую головку по отдельным каналам, их смешивание перед соплом позволяет использовать материалы с малым временем жизни и создавать детали сложной формы, так как в процессе печати нанесенный материал отверждается. Выполнение условия - время нанесения одного слоя больше времени гелеобразования используемого материала, позволяет создавать детали сложной формы и избегать их деформации, так как несущий слой (предыдущий слой) к моменту нанесения текущего слоя уже частично отвержден и не является жидкостью. Выполнение условия - время нанесения одного слоя меньше времени отверждения используемого материала позволяет создавать детали с высокой прочностью, высокой адгезией между слоями и низкой анизотропией, так как не полное отверждение к моменту нанесения следующего слоя является условием образования химических связей между слоями и их «сшиваемости», что будет способствовать повышению качества и механических свойств изделий, изготовленных из многокомпонентных химически отверждаемых материалов с применением аддитивных технологий, и обеспечению возможности изготовления изделий с более сложной геометрией, изделий больших размеров.

Возможно исполнение способа, когда время нанесения одного слоя (t), время гелеобразования (tг) и время отверждения (tо) удовлетворяют условию (1.05…2)*tг ≤ t ≤ (0.01…0.9)*tо. Выполнение указанного условия позволит получить оптимальные значения скорости печати для всех основных материалов, с сохранением всех описанных выше преимуществ, что будет способствовать повышению удобства использования технологии и эксплуатации устройства.

Возможно исполнение способа, в котором многокомпонентный, химически отверждаемый материал армирован волокнами или нитью, армирование, введенное в один из компонентов материала или в их смесь, позволит повысить механические свойства создаваемых изделий.

Технический результат в предлагаемом изобретении так же достигается за счет создания устройства для аддитивного производства изделий, в котором изделие создается из послойно наносимого, многокомпонентного, химически отверждаемого материала, включающего в себя отдельные емкости для хранения каждого из компонентов, отдельные насосы для подачи каждого из компонентов, печатающую головку, с каналами для каждого из компонентов, совмещенную со смесителем и соплом, механизм перемещения печатающей головки, область построения изделия, компьютер и программное обеспечение, управляющие всеми перечисленными элементами, отличающееся тем, что компьютер и программное обеспечение обеспечивают время нанесения одного слоя больше времени гелеобразования используемого материала и меньше времени отверждения используемого материала. Использование многокомпонентного, химически отверждаемого материала позволяет получить изделие с высокой прочностью, высокой адгезией между слоями и низкой анизотропией. Подача компонентов в печатающую головку из отдельных емкостей для хранения каждого из компонентов, с помощью отдельных насосов для подачи каждого из компонентов, через каналы для каждого из компонентов, позволяет использовать материалы с малым временем жизни и создавать детали сложной формы, так как в процессе печати нанесенный материал отверждается. Специальная программа, обеспечивающая выполнение условия - время нанесения одного слоя больше времени гелеобразования используемого материала, позволяет создавать детали сложной формы и избегать их деформации, так как несущий слой (предыдущий слой) к моменту нанесения текущего слоя уже частично отвержден и не является жидкостью. Специальная программа, обеспечивающая выполнение условия - время нанесения одного слоя меньше времени отверждения используемого материала позволяет создавать детали с высокой прочностью, высокой адгезией между слоями и низкой анизотропией, так как не полное отверждение к моменту нанесения следующего слоя является условием образования химических связей между слоями и их «сшиваемости», что будет способствовать повышению качества и механических свойств изделий, изготовленных из многокомпонентных химически отверждаемых материалов с применением аддитивных технологий, и обеспечению возможности изготовления изделий с более сложной геометрией, изделий больших размеров.

Возможно исполнение устройства, в котором как минимум в одной емкости для хранения компонентов установлена система перемешивания, система перемешивания позволит достичь однородности состава компонента, предотвратить расслоение компонента и выпадение осадка, что позволить обеспечить более высокие механические свойства изделий и повысит удобство использования технологии и эксплуатации устройства.

Возможно исполнение устройства, в котором печатающая головка оснащена клапанами для каждого из компонентов, клапана позволят перекрывать подачу компонентов во время холостых перемещений и не допускать подтекания смеси, что будет способствовать повышению качества изделий, обеспечению возможности изготовления изделий с более сложной геометрией, изделий больших размеров, повышению удобства использования технологии и эксплуатации устройства.

Возможно исполнение устройства, в котором дополнительно установлена система рециркуляции компонентов, система рециркуляции позволит достичь однородности состава компонентов, предотвратить расслоение компонентов и выпадение осадка, что позволить обеспечить более высокие механические свойства изделий и повысит удобство использования технологии и эксплуатации устройства.

Возможно исполнение устройства, в котором как минимум один из компонентов представляет собой смесь компонента с армирующими волокнами и исполнение устройства, в котором дополнительно установлена система подачи армирующей нити, армирование, введенное в один из компонентов материала или в их смесь, позволит повысить механические свойства создаваемых изделий.

Возможно исполнение устройства, в котором дополнительно установлена система термостатирования, система термостатирования позволяет поддерживать температуру компонентов и смеси в заданном диапазоне, что способствует повышению механических свойств создаваемых изделий и обеспечивает повышение удобства использования технологии и эксплуатации устройства.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется нижеследующим описанием и изображениями, где:

Фиг.1 - принципиальная схема, описывающая предлагаемый способ;

Фиг.2 - схема предлагаемого устройства;

Фиг.3 - внешний вид предлагаемого устройства.

Предлагаемый способ (Фиг.1) предполагает создание изделия (1) из послойно наносимого, многокомпонентного, химически отверждаемого материала (2) и включает в себя подачу компонентов в печатающую головку (3) по отдельным каналам (4), их смешивание перед соплом (5) и нанесение послойно. Способ отличается тем, что время нанесения одного слоя (t) больше времени гелеобразования (tг) используемого материала и меньше времени отверждения (tо) используемого материала, т.е. tг < t < tо. Частным случаем предлагаемого способа является выполнение условия: (1.05…2)*tг ≤ t ≤ (0.01…0.9)*tо.

Устройство для аддитивного производства изделий (Фиг.2, Фиг.3), в котором изделие (1) создается из послойно наносимого, многокомпонентного, химически отверждаемого материала (2), включающее в себя отдельные емкости для хранения каждого из компонентов (6), отдельные насосы для подачи каждого из компонентов (7), печатающую головку (3), с каналами (8) для каждого из компонентов, совмещенную со смесителем (9) и соплом (10), механизм перемещения печатающей головки (11), область построения изделия (12), компьютер (13) и программное обеспечение, управляющие всеми перечисленными элементами. Устройство отличается тем, что компьютер и программное обеспечение обеспечивают время нанесения одного слоя (t) больше времени гелеобразования (tг) используемого материала и меньше времени отверждения (tо) используемого материала.

Предлагаемый способ и устройство работают следующим образом: компоненты материала хранятся в емкостях, при начале изготовления изделия, компоненты подаются насосами в печатающую головку, по отдельным каналам, на выходе печатающей головки компоненты попадают в смеситель, где происходит их смешение и после в сопло, через которое смесь наносится на изделие. Сопло, как правило, в сборе со смесителем и печатающей головкой, реже в сборе с насосами и емкостями, перемещается относительно области построения изделия с помощью системы перемещения, возможна обратная ситуация, когда область построения перемещается относительно сопла, или их комбинации, кода по некоторым координатам перемещается сопло, а по некоторым область построения. Все параметры, как минимум подача отдельных компонентов в правильных пропорциях и с нужной скоростью и перемещение сопла управляются компьютером и программой, при этом программа, контролируя скорость перемещения сопла и расход компонентов и обеспечивает выполнение условия tг < t < tо.

В случае если устройство оснащено системой перемешивания компонентов в емкостях, то эта система используется для перемешивания отдельных компонентов перед их подачей насосами в печатающую головку. Перемешивание компонентов необходимо для обеспечения их однородности и предотвращения выпадения осадка.

В случае если печатающая головка оснащена клапанами для каждого из компонентов, то эти клапана открываются и закрываются в соответствии с командами, поступающими от программы, при закрытых клапанах выполняются холостые хода и вспомогательные перемещения, клапана обеспечивают отсутствие подтеканий материала из сопла. При открытых клапанах выполняется печать. Система клапанов выполняет функцию аналогичную «ретракту» в классической fdm печати.

В случае если установлена система рециркуляции компонентов, в момент подготовки к печати насос выполняет покачивание материалов по всем элементам устройства, по кругу, из бака в бак, что обеспечивает перемешивание компонента, и предотвращает выпадение осадка и расслоение компонентов в элементах устройства.

В случае если один из компонентов представляет собой смесь компонента с армирующими волокнами или установлена система подачи армирующей нити выполняется создание изделия с армированием.

В случае если установлена система термостатирования, обеспечивается поддержание заданной температуры компонентов, смеси и области построения во время создания модели.

В прототипе устройства, созданного по предлагаемому описанию, используются поршневые насосы с приводом от шагового электродвигателя, через винтовую передачу, так как поршневой насос позволяет обеспечить качественное уплотнение рабочей полости с применением материалов обладающей необходимой химической стойкостью, а примененная схема, в целом обеспечивает высокую точность дозирования и удобство управления. В то же время могут использоваться шестеренчатые, перисталические, винтовые, лопастные и др. насосы с различными приводами, в том числе серводвигателями различных конструкций, поршневыми или гидравлическими приводами, с применением различных передач, в том числе ШВП, зубчатых, ременных, цепных, реечных и др. В прототипе устройства используются емкости из полиэтилена высокого давления, так как они отличаются удобством и обладают достаточной химической стойкостью для длительного хранения компонентов, в то же время емкости могут быть изготовлены из нержавеющей стали, конструкционной стали с качественным покрытием, алюминия, фторопласта, СВМПЭ и других материалов, в отдельных случаях емкости могут быть совмещены с насосом. В прототипе устройства в качестве смесителя используется одноразовый статический миксер, в то же время могут использоваться многоразовые миксеры или динамические системы смешивания. Диаметр сопла может составлять от 0,1 до 10 мм и более, наиболее рационально использовать сопла диаметром 0,3 0,5 и 1 мм. В прототипе используется компьютер на базе процессора ARM и управляющая программа, разработанная на базе программы Marlin, в то же время могут использоваться любые компьютеры с достаточной производительностью и любое программное обеспечение, выполняющее необходимые функции. В печатающей головке прототипа используются клапана с электромагнитным приводом, в то же время могут использоваться любые другие клапана, пневматические, гидравлические, механические и пр. Прототип устройства был испытан на двухкомпонентном полиуретане и двухкомпонентном силиконе, в ходе испытаний экспериментально получен рекомендованный диапазон (1.05…2)*tг ≤ t ≤ (0.01…0.9)*tо. В то же время предлагаемые способ и устройство могут быть использованы для печати другими двух и более компонентными материалами, в частности эпоксидными смолами, полиэфирныи смолами, винилэфирными смолами и пр.

1. Способ аддитивного производства, в котором изделие создается из послойно наносимого, многокомпонентного, химически отверждаемого материала, включающий в себя подачу компонентов в печатающую головку по отдельным каналам, их смешивание перед соплом и нанесение послойно, отличающийся тем, что время нанесения одного слоя больше времени гелеобразования используемого материала и меньше времени отверждения используемого материала.

2. Способ по п.1, в котором время нанесения одного слоя (t), время гелеобразования (tг) и время отверждения (tо) удовлетворяют условию (1.05…2)*tг ≤ t ≤ (0.01…0.9)*tо.

3. Способ по п.1, в котором многокомпонентный, химически отверждаемый материал армирован волокнами или нитью.

4. Устройство для аддитивного производства изделий, в котором изделие создается из послойно наносимого, многокомпонентного, химически отверждаемого материала, включающее в себя отдельные емкости для хранения каждого из компонентов, отдельные насосы для подачи каждого из компонентов, печатающую головку, с каналами для каждого из компонентов, совмещенную со смесителем и соплом, механизм перемещения печатающей головки, область построения изделия, компьютер и программное обеспечение, управляющие всеми перечисленными элементами, отличающееся тем, что компьютер и программное обеспечение обеспечивают время нанесения одного слоя больше времени гелеобразования используемого материала и меньше времени отверждения используемого материала.

5. Устройство по п.4, в котором как минимум в одной емкости для хранения компонентов установлена система перемешивания.

6. Устройство по п.4, в котором дополнительно установлена система рециркуляции компонентов.

7. Устройство по п.4, в котором как минимум один из компонентов представляет собой смесь компонента с армирующими волокнами.

8. Устройство по п.4, в котором дополнительно установлена система подачи армирующей нити.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к многослойной сортировочной термоусадочной пленке, включающей по меньшей мере следующие слои: A) слой, включающий следующие компоненты: a1) мультимодальный полимер этилена с по меньшей мере двумя различными сомономерами, выбранными из альфа-олефинов, имеющих от 4 до 10 атомов углерода, причем мультимодальный полимер этилена имеет плотность от 910 до 935 кг/м3 и отношение Mw/Mn среднемассовой молекулярной массы Mw к среднечисленной молекулярной массе Mn от 2 до 8; а2) мультимодальный тройной сополимер этилена и двух альфа-олефиновых сомономеров, где мультимодальный тройной сополимер имеет плотность от 930 до 950 кг/м3 и Mw/Mn от 10 до 20, и а3) полиэтилен низкой плотности ПЭНП; B) слой, включающий по меньшей мере следующие компоненты: b1) повторно используемый ПЭНП и b2) мультимодальный тройной сополимер этилена и два альфа-олефиновых сомономера, где мультимодальный тройной сополимер имеет плотность от 930 до 950 кг/м3 и Mw/Mn от 10 до 20.

Изобретение относится к полипропиленовым композициям и изделиям из них. Предложена полипропиленовая композиция (Р) для получения пленок, содержащая: a) от 88,0 до 96,0 мас.%, в расчете на общую массу полипропиленовой композиции (Р), сополимера (С) пропилена и 1-гексена, включающего i) первый статистический пропиленовый сополимер (А) пропилена и 1-гексена, имеющий содержание 1-гексена в диапазоне от 0,1 до 4,0 мас.%, и ii) второй статистический пропиленовый сополимер (В) пропилена и 1-гексена, имеющий более высокое содержание 1-гексена, чем первый статистический пропиленовый сополимер (А), где содержание 1-гексена находится в диапазоне от 4,0 до 15,0 мас.%, где сополимер (С) имеет содержание растворимых в ксилоле веществ (XCS) в диапазоне от 8,0 мас.% до 30,0 мас.%, и b) от 4,0 до 12,0 мас.%, в расчете на общую массу полипропиленовой композиции (Р), пластомера (PL), представляющего собой эластомерный сополимер этилена и по меньшей мере одного С4-С10 α-олефина, характеризующегося плотностью от 0,860 до 0,930 г/см3.

Изобретение относится к контуру управления переходными состояниями и нештатными ситуациями процесса и продукта. Техническим результатом является повышение надежности управления переходными состояниями и нештатными ситуациями при минимизации временных и материальных потерь.

Изобретение относится к способу управления производственной системой для плоских или нитевидных тел, в котором тело перемещают в направлении транспортировки через область измерения, в которой тело облучают измерительным излучением в гигагерцовом или терагерцовом диапазоне частот, при этом измерительное излучение по меньшей мере частично проникает в тело, и детектируют измерительное излучение, отраженное телом, и определяют показатель преломления тела и/или поглощение измерительного излучения телом с помощью детектированного измерительного излучения.

Группа изобретений относится к липким пластырям или перевязочным средствам и способам их изготовления. Наязвенник включает пластырь с наклеенными на него двумя бумажными элементами.
Изобретение относится к трехмерной печати по FDM (Fused Deposition Modeling) технологии различными полимерными материалами, например полилактидом (далее PLA), полиэтилентерефталатгликолем (далее PETG), высокопрочным полистиролом (далее HIPS), акрилонитрил бутадиен стиролом (далее ABS) и иными. Средство для улучшения адгезии первого слоя при трехмерной печати по FDM включает сахарозу, воду и дополнительно летучий обезжириватель-растворитель, такой как этанол или изопропанол, в следующих массовых соотношениях, мас.ч.: сахароза – 15-30, летучий обезжириватель-растворитель, такой как этанол или изопропанол – 40-50, вода – 20-45.

Изобретение относится к способу для получения катализатора, с использованием способа создания слоя добавки, включающего: (i) формирование слоя порошкового материала-носителя катализатора, (ii) связывание или расплавление порошка в упомянутом слое согласно заданному шаблону, (iii) повторение этапов (i) и (ii) слой за слоем, с использованием технологии трехмерной печати или технологии лазерного спекания, с образованием таким образом частицы формованного блока, и (iv) нанесение каталитического материала на упомянутый формованный блок, где каталитический материал, наносимый на материал-носитель катализатора в виде частицы на стадии (iv), содержит один или более металлов или соединений металлов, содержащих металлы, выбранные из группы, состоящей из Na, K, Mg, Ca, Ba, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, La, Hf, W, Re, Ir, Pt, Au, Pb и Ce.

Изобретение относится к устройствам для формирования потоков расплавов полимеров. Техническим результатом является формирование потоков расплавов полимеров, имеющих различным образом ориентированные включения.

Группа изобретений относится к устройству (варианты) и способу (варианты) создания трехмерного объекта на платформе для наращивания с использованием смолы по послойной методике, установке для создания трехмерного объекта на платформе для наращивания с использованием смолы по послойной методике (варианты) и источнику смолы в текучей форме.

Изобретение относится к аддитивному производству детали, и более конкретно к способу и трехмерному принтеру для аддитивного производства армированной волокном детали. Трехмерный принтер (300) содержит: сборочную платформу (100) для поддержки изготавливаемой детали (700) и печатающую головку (500), включающую в себя или соединенную с источником нити волокнистого композита, загруженным нитью (800) волокнистого композита, предварительно пропитанной термопластиком, включающей в себя одну или более неэластичных продольно ориентированных прядей волокон, проходящих внутри термопластичного матричного материала нити (800).

Группа изобретений относится к технологии послойного изготовления объектов по цифровой модели путем послойного нанесения материала и может применяться, в частности, при изготовлении 3D-объектов с помощью аддитивной технологии. Способ включает стадии, на которых: a) композитный материал, состоящий из армирующих волокон и термопластичной матрицы, укладывается на приёмную поверхность посредством укладывающего ролика, имеющего выемку в виде части профиля филамента; b) таким образом заполняется весь первый слой типа А композитного материала, поверхность которого имеет выемки, образованные сложной формой ролика; c) второй и последующий слои типа А композитного материала укладываются поверх первого слоя со сдвигом, равным половине ширины укладывающего ролика, при этом выемки, образованные в предыдущем слое, заполняются армирующим волокном с матрицей; d) поверх n-го слоя типа А композитного материала под углом к нему укладывается один или несколько слоёв типа Б композитного материала, причём первый слой типа Б композитного материала укладывается посредством ролика поверх n-го слоя типа А и повторяет волнистую форму его поверхности, а каждый последующий слой укладывается со сдвигом относительно предыдущего аналогично слоям типа А; e) поверх m-го слоя типа Б композитного материала в направлении 1...n-го слоёв типа А укладывается один или несколько слоёв типа А композитного материала по схеме, аналогичной укладке первых слоёв типа А; f) таким образом, чередуя массивы из произвольного количества слоёв типов А и Б композитного материала, заполняется всё тело композитного объекта. Печатающая головка содержит механизм подачи композитного филамента, механизм подачи пластикового филамента, механизм обрезки композитного филамента, подающие трубки для композитного и пластикового филаментов, основание и печатающие блоки для композитного и пластикового филаментов, причём печатающий блок для композитного филамента включает нагреватель, датчик температуры, входной канал, соединённый с подающей трубкой для композитного филамента, и выходной канал, а печатающий блок для пластикового филамента включает нагреватель, датчик температуры, входной канал, соединённый с соответствующей подающей трубкой для пластикового филамента, и выходной канал с соплом для пластикового филамента. Причем печатающий блок для композитного филамента выполнен с возможностью поворота в плоскости XY относительно печатающей головки или вместе с ней посредством закреплённого на печатающей головке привода, а его выходной канал соединён с укладывающим роликом, который имеет выемку в виде части профиля композитного филамента и приводится во вращение приводом. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в повышении прочности получаемых композитных изделий при 3D-печати композитным филаментом. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх