Трехмерный принтер (варианты)

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к оргтехнике и может быть использовано в производстве устройств для изготовления трехмерных моделей последовательным нанесением слоев твердеющих материалов и направлено на упрощение конструкции, а также возможность изготовления моделей с более высокими размерами. Принтер для создания трехмерной модели путем последовательного нанесения слоев твердеющего материала включает плиту для изготавливаемой модели, термопечатающую головку. Корпус головки связан со стационарным основанием посредством механизма ее перемещения относительно плиты для изготавливаемой модели. Механизм выполнен в виде управляющих штанг, связанных в параллелограмм шаровыми шарнирами с корпусом головки и ползунами с пневмоподшипниками или подшипниками скольжения или качения. По первому варианту полезной модели принтера механизм перемещения термопечатающей головки установлен на стационарном основании в виде замкнутой рамки или плоской платформы, расположенном вблизи плиты для изготавливаемой модели. Ползуны механизма перемещения головки размещены в направляющих на противоположных сторонах рамки или боковых сторонах плоской платформы. По второму варианту полезной модели стационарное основание для механизма перемещения термопечатающей головки выполнено в виде плоской опорной платформы для изготавливаемой модели, а направляющие ползунов выполнены за одно целое с боковыми сторонами опорной платформы.

Изобретение относится к бытовой технике, оргтехнике и может быть использовано в производстве устройств для изготовления трехмерных моделей последовательным нанесением слоев твердеющих материалов.

Известно устройство для изготовления объемных моделей, включающее рабочую головку с исполнительным органом в виде фрезы, связанной со стационарным основанием посредством управляющих штанг в виде парных стоек стержневого типа. Стойки перемещаются в ползунах по прямолинейным параллельным между собой направляющим, закрепленным на плоской стороне основной платформы, которая размещена над дополнительной плитой с изготавливаемым изделием (EP, A1, 1637277).

Недостатками известного решения являются сложность и громоздкость конструкции механизма управления исполнительным органом и невозможность изготовления значительных по размерам моделей. Помимо этого исполнительный орган известного решения имеет принципиально иную конструкцию.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели является принтер для изготовления трехмерных моделей, включающий плиту для изготавливаемой модели, термопечатающую головку, корпус которой связан со стационарным основанием посредством механизма ее перемещения относительно плиты для изготавливаемой модели (US, A, 5121329).

Недостатками известного решения являются сложность и громоздкость конструкции механизма управления исполнительным органом и невозможность изготовления значительных по размерам моделей.

Заявленная полезная модель направлена на устранение перечисленных выше недостатков.

Указанный технический результат по первому варианту полезной модели достигается тем, что в принтере для создания трехмерной модели путем последовательного нанесения слоев твердеющего материала, включающем плиту для изготавливаемой модели, термопечатающую головку, корпус которой связан со стационарным основанием посредством механизма ее перемещения относительно плиты для изготавливаемой модели, стационарное основание с механизмом перемещения термопечатающей головки расположены относительно плиты для изготавливаемой модели и выполнено в виде замкнутой рамки или плоской платформы, а механизм перемещения термопечатающей головки - в виде управляющих штанг, связанных в параллелограмм шаровыми шарнирами с корпусом головки и ползунами, размещенными на противоположных сторонах рамки или боковых сторонах плоской платформы.

Направляющие ползунов выполнены за одно целое с противоположными боковыми сторонами рамки или плоской платформы.

Ползуны принтера выполнены с пневмоподшипниками или с подшипниками скольжения или качения.

По второму варианту полезной модели указанный технический результат достигается тем, что в принтере для создания трехмерной модели путем последовательного нанесения слоев твердеющего материала, включающем плиту для изготавливаемой модели, термопечатающую головку, корпус которой связан со стационарным основанием посредством механизма ее перемещения относительно плиты для изготавливаемой модели, стационарное основание для механизма перемещения термопечатающей головки выполнено в виде опорной плоской платформы для изготавливаемой модели, а механизм перемещения термопечатающей головки - в виде управляющих штанг, связанных в параллелограмм шаровыми шарнирами с корпусом головки и ползунами, размещенными на противоположных боковых сторонах плоской платформы.

Ползуны принтера выполнены с пневмоподшипниками или с подшипниками скольжения или качения.

Данное решение позволяет существенно сократить габариты принтера во внерабочем состоянии, что делает его удобным в хранении до следующего применения.

Поскольку от наиболее близкого известного технического решения заявленная полезная модель отличается рядом существенных признаков, она соответствует условию патентоспособности «новизна».

В основу заявленной полезной модели положены известные законы материального мира, что позволяет утверждать о соответствии полезной модели условию «промышленная применимость»

На фиг. 1 представлен общий вид принтера по первому варианту; на фиг. 2 - принтер по второму варианту, общий вид; на фиг. 3 - то же по фиг. 2, вид сверху.

Принтер для создания трехмерной модели содержит термопечатающую головку 1, корпус которой связан со стационарным основанием 2 механизмом ее перемещения. Термопечатающая головка 1 снабжена одним или несколькими экструдерами материала.

Механизм перемещения термопечатающей головки 1 выполнен в виде управляющих штанг в виде пары стержней 3, связанных в параллелограмм шаровыми шарнирами 4 с корпусом головки 1 и ползунами 5. Ползуны 5 размещены на противоположных сторонах рамки или платформы на направляющих и перемещаются вдоль этих сторон с помощью гибких тяг 6, связанных с двигателями управления 7.

Направляющие могут быть выполнены за одно целое со стационарным основанием 2; при этом в качестве направляющей используются боковая грань и приконтурная поверхность основной плоскости стационарного основания 2. Свобода перемещения ползунов 5 обеспечивается пневмоподшипниками, подшипниками качения или скольжения (не показаны).

Помимо механизма перемещения на стационарном основании 2 размещены электродвигатели и привод управления ползунами, блок управления термопечатающей головкой 1.

На стационарном основании 2 располагаются двигатели управления 7 перемещения ползунов 5 и блок 8 управления с блоком питания 9.

По первому варианту полезной модели изготавливаемая модель располагается на плите 10, которая размещается напротив стационарного основания 2 с установленным на нем механизмом перемещения головки 1.

Стационарное основание 2 выполнено в виде плоской платформы или замкнутой рамки (не показана) предпочтительно с параллельными противоположными боковыми сторонами.

По второму варианту полезной модели изготавливаемая модель располагается на стационарном основании 2, которое является опорным для механизма перемещения термопечатающей головки 1.

Стационарное основание 2 выполнено в виде плоской платформы предпочтительно с параллельными противоположными боковыми сторонами.

Печатающая головка содержит датчик для автоматического определения координат платформы (не показана).

Устройство работает следующим образом.

Перед началом построения модели при помощи датчика определения координат производятся контрольные замеры положения платформы и по данным замерам программа вносит поправку в координаты модели при ее построении, что обеспечивает работоспособность устройства по первому варианту при отклонении от параллельного взаимного положения стационарного основания 2 и плиты 10. Помимо этого наличие данного датчика позволяет возобновить прерванную по каким-либо причинам работу принтера по построению модели.

Послойное нанесение отверждающегося материала на создаваемую модель осуществляется через экструдер термопечатающей головки 1. Данный материал в виде намотанной на катушку нити поступает через дозатор в нагреватель, где он переходит в эластичное или пастообразное состояние, после чего под давлением, создаваемым дозатором, подается в сопло.

Механизм перемещения печатающей головки 1 позволяет установить ее в любой точке возле стационарного основания 2.

Из сопла головки 1 материал послойно подается на изготавливаемую модель, при этом имеет место разогрев материала предыдущего слоя, что обеспечивает их надежное сцепление между собой.

По окончании работы печатающая головка устанавливается у стационарного основания 2 принтера на небольшом расстоянии от него, что позволяет значительно сократить габариты принтера в неработающем состоянии, данное свойство устройства может быть полезным при нечастом использовании устройства в небольших помещениях например: дома или в небольшом офисе, принтер может располагаться в тонком прямоугольном контейнере (крышке), например на стене, или быть выполненным в качестве полки стеллажа, шкафа.

1. Принтер для создания трехмерной модели путем последовательного нанесения слоев твердеющего материала, включающий плиту для изготавливаемой модели, термопечатающую головку, корпус которой связан со стационарным основанием посредством механизма ее перемещения относительно плиты для изготавливаемой модели, отличающийся тем, что стационарное основание с механизмом перемещения термопечатающей головки расположены возле плиты для изготавливаемой модели, стационарное основание выполнено в виде замкнутой рамки или плоской платформы, а механизм перемещения термопечатающей головки - в виде управляющих штанг, связанных в параллелограмм шаровыми шарнирами с корпусом головки и ползунами, размещенными на противоположных сторонах рамки или боковых сторонах плоской платформы.

2. Принтер по п. 1, отличающийся тем, что направляющие ползунов выполнены за одно целое с боковыми сторонами рамки или плоской платформы.

3. Принтер для создания трехмерной модели путем последовательного нанесения слоев твердеющего материала, включающий термопечатающую головку, корпус которой связан со стационарным основанием посредством механизма ее перемещения, отличающийся тем, что стационарное основание для механизма перемещения термопечатающей головки выполнено в виде плоской опорной платформы для изготавливаемой модели, а механизм перемещения термопечатающей головки - в виде управляющих штанг, связанных в параллелограмм шаровыми шарнирами с корпусом головки и ползунами, размещенными на противоположных боковых сторонах плоской платформы.

4. Принтер по пп. 1, 3, отличающийся тем, что ползуны выполнены с подшипниками скольжения или качения.

5. Принтер по пп. 1, 3, отличающийся тем, что ползуны выполнены с пневмоподшипниками.

6. Принтер по п. 3, отличающийся тем, что направляющие ползунов выполнены за одно целое с боковыми сторонами плоской платформы.

7. Принтер по п. 1, отличающийся тем, что печатающая головка содержит датчик для автоматического определения координат платформы.



 

Похожие патенты:
Наверх