Устройство для изготовления материальных объектов из композиционных материалов
Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к системам селективного лазерного спекания и может быть использована дляуправления линейными перемещениями базовой платформы системы с автоматической регулировкой ее углового положения. Устройство для изготовления материальных объектов из композиционных материалов содержит платформу 1 и, расположенное под платформой 1 средство линейного перемещения платформы, которое выполнено, по меньшей мере, в виде трех линейных приводов 2, 3 и 4, которые закрепляются к нижней части платформы 1 посредством плоских шарниров. Движения линейных приводов 2, 3 и 4 являются независимыми и координируются системой управления посредством заданной программы (на чертеже не показана). А также, устройство содержит, по меньшей мере, три датчика 5, 6 и 7 линейных перемещений, которые оснащены измерительными наконечниками 8 для осуществления точечного контакта с платформой 1 с нижней стороны. Измерительное усилие датчиков 5, 6 и 7 линейных перемещений формируется таким образом, чтобы проводить измерения в противодействии силе тяжести при условии постоянного контакта с базовой платформой. Датчики 5, 6 и 7 линейных перемещений направляют измерительный сигнал в автоматическую систему управления, для выработки на основании их показаний сигналов управляющих воздействий. При формировании управляющих воздействий на приводы 2, 3 и 4 линейных перемещений система управления (на чертеже не показана) руководствуется показаниями датчиков 5, 6 и 7 линейных перемещений, расположенных под платформой 1. По разностям показаний соответствующих датчиков 5, 6 и 7 линейных перемещений возможно определить величину перекоса углового расположения а, по среднему арифметическому значению - текущие координаты платформы. Для определения степени равномерности перемещений используется среднеквадратическое отклонение координат датчиков. На основе этих данных принимается решение о характере управляющих воздействий на три независимых линейных привода 2, 3 и 4. При реализации регулировки углового расположения плоскости платформы 1 системы селективного лазерного спекания жесткое крепление оснований плоских шарниров на нижней поверхности платформы 1 возможно в пределах малых углов. Взаимное расположение точек контакта платформы 1 с измерительными наконечниками 8, датчиками 5, 6 и 7 линейных перемещений и приводами 2, 3 и 4 линейных перемещений приведено на фиг.2 и фиг.3. Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает высокоточное и оперативное управление линейным перемещением платформы системы селективного лазерного спекания с возможностью автоматической корректировки углового расположения плоскости платформы.
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к системам селективного лазерного спекания и может быть использована для управления линейными перемещениями базовых платформ системе автоматической регулировкой их углового положения.
Из уровня техники известно техническое решение в виде установка по селективному лазерному спеканию, в которой содержится источник лазерного излучения, модуль управления перемещением лазерного луча и платформа с изделием, осуществляющая линейное перемещение по мере изготовления новых слоев изделия. (Патент РФ 
100948, B29C 67/04, A61F 2/28, 2010 г.)
Недостатком известного технического решения является то, технологическая платформа осуществляет исключительно линейные перемещения и в ней отсутствует обратная связь модуля линейного перемещения и возможность контроля и корректировки углового расположения платформы.
Наиболее близким решением по технической сути и достигаемому результату является устройство для изготовления трехмерных изделий из порошков металлов с использованием подложки, расположенной на платформе, совершающей линейные перемещения. Платформа жестко связана с приводом линейных перемещений, привод отрабатывает перемещения в соответствии с сигналами, поступающими от системы управления для формирования на поверхности подложки слоя металлического порошка необходимой толщины (Патент Республики Беларусь 11317 C1, B22F 5/00, 2008 г.)
Недостатком известного технического решения является то, что перед началом работы с системой необходимо провести комплекс мероприятий для юстировки начального углового расположения плоскости подложки относительно плоскости опорной платформы. Процесс является неавтоматизированным и не позволяет вносить какие-либо коррективы в угловое расположение плоскости подложки в ходе изготовления изделия, кроме того отсутствует обратная связь, информирующая о текущем угловом положении плоскости подложки.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель является обеспечение возможности точного позиционирования модуля линейного перемещения базовой платформы, контроля и управления углового положения плоскости подложки системы селективного лазерного спекания в процессе работы, что в конечном итоге приводит к повышению точности изготовления первых слоев трехмерного изделия и к возможности компенсации дрейфа углового расположения подложки, вызванного трением базовой платформы о стенки направляющего цилиндра при ее линейном перемещении.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для изготовления материальных объектов из композиционных материалов, содержащем лазерный узел, технологическую платформу для формирования на ней заготовки, установленную с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и средство линейного перемещения платформы, установленное под платформой, согласно полезной модели, средство линейного перемещения платформы выполнено в виде, по меньшей мере, трех линейных приводов, пространственно установленных с возможностью взаимодействия с периферийными зонами технологической платформы, при этом последняя оснащена, по меньшей мере, тремя датчиками линейного перемещения.
Устройство для изготовления материальных объектов из композиционных материалов, поясняется графическими материалами, где:
- на фиг.1 изображен вид сбоку на устройство линейного перемещения платформы;
- на фиг.2 изображен вид снизу на устройство линейного перемещения платформы;
- на фиг.3 схематично изображено устройство линейного перемещения платформы.
Устройство для изготовления материальных объектов из композиционных материалов содержит платформу 1 и, расположенное под платформой 1 средство линейного перемещения платформы, которое выполнено, по меньшей мере, в виде трех линейных приводов 2, 3 и 4, которые закрепляются к нижней части платформы 1 посредством плоских шарниров. Движения линейных приводов 2, 3 и 4 являются независимыми и координируются системой управления посредством заданной программы (на чертеже не показана). А также, устройство содержит, по меньшей мере, три датчика 5, 6 и 7 линейных перемещений, которые оснащены измерительными наконечниками 8 для осуществления точечного контакта с платформой 1 с нижней стороны. Измерительное усилие датчиков 5, 6 и 7 линейных перемещений формируется таким образом, чтобы проводить измерения в противодействии силе тяжести при условии постоянного контакта с базовой платформой. Датчики 5, 6 и 7 линейных перемещений направляют измерительный сигнал в автоматическую систему управления, для выработки на основании их показаний сигналов управляющих воздействий.
Устройство для линейного перемещения платформы 1 работает следующим образом.
При формировании управляющих воздействий на приводы 2, 3 и 4 линейных перемещений система управления (на чертеже не показана) руководствуется показаниями датчиков 5, 6 и 7 линейных перемещений, расположенных под платформой 1. По разностям показаний соответствующих датчиков 5, 6 и 7 линейных перемещений возможно определить величину перекоса углового расположения а, по среднему арифметическому значению - текущие координаты платформы. Для определения степени равномерности перемещений используется среднеквадратическое отклонение координат датчиков. На основе этих данных принимается решение о характере управляющих воздействий на три независимых линейных привода 2, 3 и 4.
При реализации регулировки углового расположения плоскости платформы 1 системы селективного лазерного спекания жесткое крепление оснований плоских шарниров на нижней поверхности платформы 1 возможно в пределах малых углов. Взаимное расположение точек контакта платформы 1 с измерительными наконечниками 8, датчиками 5, 6 и 7 линейных перемещений и приводами 2, 3 и 4 линейных перемещений приведено на фиг.2 и фиг.3.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает высокоточное и оперативное управление линейным перемещением платформы системы селективного лазерного спекания с возможностью автоматической корректировки углового расположения плоскости платформы.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.
Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении может найти применение для определения времени, когда необходимо внести корректировки в линейные перемещения приводов, контролирующих положение платформы, поддерживающей подложку системы селективного лазерного спекания;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условию патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству и может быть классифицирован как объект интеллектуальной собственности «полезная модель».
Устройство для селективного лазерного спекания заготовок из композиционных материалов, содержащее лазерный узел, технологическую платформу для формирования на ней заготовки, установленную с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, и средство линейного перемещения платформы, установленное под платформой, отличающееся тем, что средство линейного перемещения платформы выполнено в виде, по меньшей мере, трех линейных приводов, пространственно установленных с возможностью взаимодействия с периферийными зонами технологической платформы, при этом последняя оснащена, по меньшей мере, тремя датчиками линейного перемещения.
