Настоящее изобретение в целом относится к сменному картриджу для стереолитографической машины.
Как известно, технология стереолитографии дает возможность изготовлять трехмерный объект путем наложения множества слоев жидкого или пастообразного исходного материала, который отверждается под воздействием определенного излучения, как правило светового излучения.
Стереолитографическая машина известного типа содержит контейнер, предназначенный для размещения исходного материала, и оснащенный дном, которое является прозрачным для определенного излучения.
Машина также содержит средства излучения, предназначенные для испускания указанного определенного излучения, и расположенные под контейнером, которые выборочным образом отверждают слой исходного материала, который примыкает к дну контейнера.
Отвержденные слои поддерживаются моделирующей платформой, которая приводится в движение так, что перемещается в вертикальном направлении, чтобы дать возможность последнему отвержденному слою расположиться с примыканием к указанному слою исходного материала, прежде чем произойдет его отверждение.
В соответствии с вариантом осуществления, раскрытом в патентной заявке Италии VI2012A000183, контейнер является частью съемного устройства, которое на техническом жаргоне называют «картридж», и которое содержит резервуар, предназначенный для хранения исходного материала, и неразъемно связанный с контейнером, так что образует с ним единый объект.
Кроме того, известные варианты осуществления раскрыты в документах US 5,503,793 и DE 4102261
Когда необходимо, исходный материал вынуждают вытекать из резервуара и поступать в контейнер через клапанные устройства, которые соединяют два указанных элемента.
Такой картридж дает несколько преимуществ, среди которых - возможность автоматического добавления исходного материала в контейнер в тот момент, когда это требуется, и в той степени, какая требуется, а также преимущество, состоящее в том, что исключается необходимость очистки стереолитографической машины, поскольку резервуар и система подачи исходного материала встроены в картридж и, следовательно, базовый материал не загрязняет никакие компоненты машины.
В целом указанный картридж значительно упрощает использование стереолитографической машины, делая машину пригодной для использования даже неопытным оператором, например, оператором, работающим в ювелирной области или в области стоматологии.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного картриджа, который по сравнению с вышеописанным картриджем из уровня техники, отличается особенной простотой изготовления.
Другой задачей настоящего изобретения является создание картриджа, который можно соединять со стереолитографической машиной простым и быстрым способом.
Также задачей настоящего изобретения является создание стереолитографической машины, которая приспособлена для работы с указанным картриджем.
И еще одной, не меньшей по значимости задачей изобретения является создание способа для использования самого картриджа.
Указанные задачи решаются посредством картриджа, охарактеризованной в п. 1 формулы изобретения.
Указанные задачи также решаются посредством стереолитографической машины, охарактеризованной в п. 8 формулы изобретения, и посредством способа использования картриджа, соответствующего п. 23 формулы изобретения.
Варианты осуществления изобретения раскрыты в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Преимущество заключается в том, что соответствующая изобретению простая конструкция картриджа делает его в экономическом отношении особо выгодным для изготовления, и пригодным для массового производства.
Также преимущество состоит в том, что простое соединение картриджа со стереолитографической машиной дополнительно упрощает использование самой машины, и делает выгодным распространение такой машины.
Указанные задачи и преимущества наряду с другими, которые будут упомянуты ниже, должны быть понятны из раскрытия предпочтительного варианта осуществления изобретения, который приведен в виде примера, не носящего ограничительного характера, со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых:
фиг. 1 схематически в аксонометрии изображает картридж, являющийся предметом настоящего изобретения;
фиг. 2 схематически в аксонометрии изображает часть стереолитографической машины, соответствующей настоящему изобретению;
фиг. 3 в аксонометрии изображает часть, представленную на фиг. 2, в другой рабочей конфигурации;
фиг. 4 в разрезе по плоскости симметрии изображает часть, представленную на фиг. 2;
фиг. 5 в виде боковой проекции изображает картридж, показанный на фиг. 1, связанный с частью, которая представлена на фиг. 2;
фиг. 6 в аксонометрии изображает картридж с фиг. 1, связанный с частью, которая представлена на фиг. 2, в рабочем положении, которое отличается от положения, показанного на фиг. 5;
фиг. 7 в разрезе по плоскости симметрии изображает картридж с фиг. 1 и часть фиг. 2, связанные вместе, как на фиг. 6;
фиг. 8 в увеличенном виде изображает фрагмент фиг. 7.
Картридж для стереолитографической машины, которая является предметом настоящего изобретения, изображен на фиг. 1 и в целом обозначен цифрой 1. Картридж содержит контейнер 2, оснащенный окном 3 для доступа, и прозрачным дном 4, которое обращено в сторону, противоположную окну 3.
Окно 3 для доступа предназначено для того, чтобы обеспечить моделирующей платформе стереолитографической машины, которая упомянута во вводной части описания изобретения и не показана на чертежах, но по сути является известной, возможность проникновения в контейнер 2.
Прозрачное дно 4 дает возможность проходить через него определенному излучению, причем это определенное излучение способно к селективному отверждению выбранного жидкого или пастообразного исходного материала, который содержится в контейнере 2.
Предпочтительно, но не обязательно, исходный материал представляет собой светоотверждаемую смолу или фотополимер, а указанное определенное излучение представляет собой свет, например, световой луч.
Картридж 1 также содержит резервуар 5, который приспособлен для удержания исходного материала, и который образует с контейнером 2 единое целое.
Картридж 1 также содержит клапанные средства 6, которые соединяют резервуар 5 с контейнером 2 таким образом, чтобы давать возможность исходному материалу проходить из резервуара 5 в контейнер 2.
Согласно изобретению, клапанные средства 6 выполнены таким образом, что они открываются, когда разность между давлением в резервуаре 5 и давлением в контейнере 2 оказывается по меньшей мере равной заданному значению, и самопроизвольно закрываются, когда указанная разность давлений становится ниже указанного заданного значения.
Резервуар 5 дополнительно содержит герметичные соединительные средства 7, предназначенные для соединения резервуара 5 с внешним устройством подачи воздуха.
Упомянутые выше клапанные средства 6 и соединительные средства 7 дают возможность управлять истечением исходного материала путем простого приведения в действие устройства подачи воздуха таким образом, чтобы увеличивать давление в резервуаре 5, и прекращать истечение путем остановки устройства подачи воздуха.
В предпочтительном варианте клапанные средства 6 содержат первую мембрану 9, оснащенную отверстием 10, которое является нормально-закрытым и выполнено с возможностью упругого открытия в результате того, что указанная разность давлений превышает заданное значение.
Преимуществом такого решения является то, что первая мембрана 9 представляет собой особенно экономичный способ реализации клапанных средств 6 и, следовательно, позволяет снизить стоимость картриджа 1.
В предпочтительном варианте клапанные средства 6 установлены в разных точках и распределены по стенке 36, которая ограничивает контейнер 2 по периметру, и содержат соответствующие первые мембраны 9 вышеуказанного типа.
В предпочтительном варианте соединительные средства 7 содержат вторую мембрану 11, принадлежащую стенке резервуара 5, выполненную с возможностью пробивания посредством игольчатого элемента, и в то же самое время с возможностью поддержания герметичности, когда игольчатый элемент расположен так, что он проходит через вторую мембрану 11.
Преимуществом такого решения является то, что вторая мембрана 11 дает возможность соединять резервуар 5 с устройством 8 подачи воздуха простым и быстрым способом, что будет более подробно рассмотрено ниже.
В предпочтительном варианте резервуар 5 оснащен кольцевой стенкой 36, которая соответствует периметру стенки контейнера 2.
Преимуществом такого решения является то, что резервуар 5, ограничивая контейнер 2 по периметру, позволяет распределить клапанные средства 6 по всему периметру самого контейнера 2 таким образом, чтобы гарантировать равномерное и быстрое истечение исходного материала в направлении контейнера 2.
В предпочтительном варианте кольцевая стенка 36 содержит два обращенных друг к другу участка 37 полукруглого профиля.
Преимуществом такого решения является то, что присутствие указанных полукруглых участков 37 дает возможность избежать наличия острых углов в стенке контейнера 2, что благоприятствует быстрому распределению исходного материала в самом контейнере 2.
В предпочтительном варианте, как показано на фиг. 7, резервуар 5 изнутри ограничен наклонной стенкой 12, которая по отношению к прозрачному дну 4 составляет угол больший, чем 90°, и меньший, чем 180°.
Клапанные средства 6 расположены на уровне указанной наклонной стенки 12, в частности, на уровне ее края ближайшего к контейнеру 2.
Таким образом, преимущество конструкции заключается в том, что наклонная стенка 12 облегчает передачу исходного материала к клапанным средствам 6.
Вышеописанная конструкция дает дополнительное преимущество, заключающееся в том, что клапанные средства 6 всегда погружены в исходный материал, что не дает воздуху, который подается в резервуар 5 с целью создания давления в последнем, закупоривать сами клапанные средства 6, и отрицательно влиять на нормальную работу картриджа 1.
Что касается прозрачного дна 4, то оно в предпочтительном варианте ограничено по периметру наружным краем 4а, заключенным в полости 5а, которая принадлежит резервуару 5 таким образом, что она вписана в общий размер резервуара 5.
Это благоприятным образом позволяет ограничить общие размеры картриджа 1.
Согласно вариантам осуществления картриджа, прозрачное дно 4 составляет одно целое с резервуаром 5.
В предпочтительном варианте картридж 1 оснащен крышкой, которая не показана на чертежах, которую можно с возможностью съема вставлять в окно 3 для доступа, так чтобы закрывать окно 3.
Преимуществом такого решения является то, что присутствие указанной крышки позволяет поддерживать в сохранности любой исходный материал, который может оставаться в контейнере 2 в периоды неактивности картриджа 1, в частности, когда последнюю на время снимают. Как уже говорилось выше, картридж 1 приспособлен для связи со стереолитографической машиной, от которой на чертежах показана лишь часть, соответствующая области машины, которая связана с картриджем 1.
В частности, стереолитографическая машина содержит несущую конструкцию, которая, как показано на фиг. 2, поддерживает корпус 14, выполненный таким образом, что позволяет съемным образом устанавливать картридж 1 в стабильное рабочее положение.
Стереолитографическая машина дополнительно содержит излучающее устройство, не показанное на чертежах, но по сути известное, выполненное с возможностью испускания определенного излучения, и связанное с оптическим блоком для передачи излучения к указанному корпусу 14.
Излучающее устройство может содержать, например, лазерный излучатель, проектор или другие аналогичные средства известного типа.
Стереолитографическая машина содержит также моделирующую платформу, не показанную на чертежах, но по сути известную, предназначенную для поддержания трехмерного объекта во время его изготовления.
Моделирующая платформа расположена таким образом, что она обращена к прозрачному дну 4 картриджа 1, когда последний находится в рабочем положении; причем моделирующая платформа связана с силовыми устройствами для ее перемещения относительно корпуса 14, так чтобы платформу можно было подводить близко к прозрачному дну 4 картриджа 1 и отводить от прозрачного дна 4.
Согласно изобретению, машина содержит устройство 8 подачи воздуха, оснащенное питающим воздуховодом 15, который может быть герметично присоединен к соединительным средствам 7 картриджа 1, когда последний расположен в корпусе 14.
В частности, устройство 8 подачи воздуха может быть приведено в действие таким образом, чтобы увеличивать давление в резервуаре 5, когда необходимо заставить исходный материал вытекать в контейнер 2, и уменьшать давление, когда необходимо останавливать указанное течение.
В предпочтительном варианте питающий воздуховод 15 выполнен так, что его можно соединять с соединительными средствами 7 и снимать таким образом, чтобы дать возможность легко снимать картридж 1 с машины.
В предпочтительном варианте питающий воздуховод 15 содержит игольчатый наконечник 16, который виден на фиг. 3, выполненный с возможностью пропускания сквозь мембрану 11, когда картридж 1 расположена в своем рабочем положении.
Преимуществом такого решения является то, что игольчатый наконечник 16 обеспечивает простой и быстрый способ соединения устройства 8 подачи воздуха с резервуаром 5 картриджа 1.
Фактически, как показано на фиг. 7 и 8, когда картридж 1 находится в своем рабочем положении, вторую мембрану 11 картриджа 1 пробивают посредством игольчатого наконечника 16, при этом у оператора нет необходимости беспокоиться о включении какого-либо клапана или об уплотнительном элементе, поскольку герметичность уже обеспечена второй мембраной 11, о которой говорилось выше.
Что касается корпуса 14 для картриджа 1, который в частности виден на фиг. 3, то он в предпочтительном варианте содержит средства 17 фиксации, которые выполнены с возможностью удержания картриджа 1 в рабочем положении, и которые могут быть отпущены, чтобы освободить картридж 1 из корпуса 14.
Преимуществом такого решения является то, что указанные средства 17 фиксации облегчают соединение картриджа 1 со стереолитографической машиной, а также ее извлечение из стереолитографической машины.
В частности, корпус 14 содержит поддерживающее основание 18, которое образует поддерживающую поверхность 19, предназначенную для поддержания картриджа 1 со стороны, соответствующей прозрачному дну 4.
Предпочтительно, но не обязательно, чтобы поддерживающая поверхность 19 содержала прозрачный лист 13, который расположен так, что он обращен к прозрачному дну 4, когда картридж 1 находится в рабочем положении.
Преимуществом такого решения является то, что прозрачный лист 13 защищает нижележащую область стереолитографической машины от пыли и всякого исходного материала, который мог бы загрязнить машину, излучатель и соответствующий оптический блок, расположенный в указанной нижележащей области стереолитографической машины.
В предпочтительном варианте прозрачное дно 4 имеет такую же геометрию, что и прозрачный лист 13, то есть предпочтительно, но не обязательно, дно 4 и лист 13 являются плоскими и находятся во взаимном контакте, когда картридж 1 находится в своем рабочем положении.
Преимуществом такого решения является то, что оно исключает образование промежуточных объемов, которые могли бы смещать фокус светового пучка относительно требуемого положения, снижая точность работы стереолитографической машины.
Прозрачный лист 13 в предпочтительном варианте является плоским, при этом кривизна прозрачного дна 4 направлена в внешнюю сторону от картриджа 1.
Кроме того, прозрачный лист 13 является более жестким, чем прозрачное дно 4 картриджа 1.
Например, прозрачный лист 13 может быть выполнен из стекла, а прозрачное дно 4 может быть выполнено из пластмассы, например, метакрилата.
Упомянутые выше различные степени жесткости и кривизны таковы, что когда картридж 1 находится в стабильном положении и поджат к поддерживающему основанию 18, прозрачное дно 4 картриджа 1 деформируется так, что идеально прилипает к прозрачному листу 13.
Согласно варианту осуществления изобретения, прозрачный лист 13 искривлен, при этом прозрачное дно 4 имеет кривизну, которая отличается от кривизны прозрачного листа 13, так чтобы получить такой же эффект сжатия, о каком шла речь выше.
В предпочтительном варианте, и как показано на фиг. 3, поддерживающая поверхность 19 ограничена удерживающим бортом 20, который отходит от поддерживающей поверхности 19, и рассчитан на контакт с картриджем 1, так чтобы исключить сдвижку картриджа 1 по поддерживающей поверхности 19.
Средства 17 фиксации в предпочтительном варианте содержат крышку 21, выполненную так, что она обращена к поддерживающей поверхности 19 таким образом, что входит в контакт с картриджем 1 на противоположной стороне относительно поддерживающей поверхности 19, как показано на фиг. 7.
Преимуществом такого решения является то, что крышка 21 поддерживает картридж 1 поджатым к поддерживающему основанию 18, повышая стабильность положения самого картриджа 1 во время работы стереолитографической машины.
Крышка 21 оснащена окном 21а такой конфигурации, что оно может быть расположено так, что будет обращено к окну 3 доступа картриджа 1, когда последняя находится в рабочем положении, а крышка 21 находится в контакте с самим картриджем 1.
Очевидно, что в других вариантах осуществления машины указанная крышка 21 может быть заменена эквивалентными элементами способными воспрепятствовать отрыву картриджа 1 от поддерживающего основания 18.
В предпочтительном варианте крышка 21 оснащена упругими элементами 38, выполненными с возможностью сжатия, когда они вступают в контакт с картриджем 1, так чтобы компенсировать любые дефекты картриджа 1, и в любом случае гарантировать контакт с последней.
В предпочтительном варианте крышка 21 содержит первый край 22, шарнирно связанный с поддерживающим основанием 18, и второй край 23, который противоположен первому краю и соединяется с поддерживающим основанием 18 посредством освобождаемого защелкивающегося устройства 24.
В предпочтительном варианте, как показано на фиг. 4, первый край 22 оснащен язычками 33, которые с возможностью извлечения вставлены в соответствующие отверстия 34 принадлежащие поддерживающему основанию 18 таким образом, чтобы дать возможность как вращения крышки 21 относительно поддерживающего основания 18, так и ее снятия с поддерживающего основания 18.
Преимуществом такого решения является то, что возможность снятия крышки 21 дает оператору возможность простого доступа к поддерживающему основанию 18 для периодической чистки, если это необходимо.
В предпочтительном варианте удерживающий борт 20 корпуса 14 содержит подвижную стенку 25, у которой имеется первый край 26 и второй край 27, которые взаимно противоположны, причем первый край шарнирно связан с поддерживающим основанием 18, так что для подвижной стенки 25 определено положение запирания и положение отпускания относительно картриджа 1.
В положении запирания, изображенном на фиг. 6 и 7, второй край 27 прижат к крышке 21, когда крышка находится в контакте с картриджем 1, так чтобы предотвратить вращение крышки 21 и избежать случайного высвобождения картриджа 1 из поддерживающего основания 18.
В положении отпускания, изображенном на фиг. 2 и 4, второй край 27 расположен так, что допускает вращение крышки 21 в таком направлении, чтобы можно было отвести крышку от поддерживающего основания 18, и таким образом дать возможность извлечь картридж 1 из корпуса 14.
С этой целью картридж 1 в предпочтительном варианте оснащают кромкой 39, выступающей наружу от корпуса 14, и предназначенной для того, чтобы пользователю было легче держать и поднимать картридж 1.
В предпочтительном варианте второй край 27 подвижной стенки 25 оснащен крутонаклонной поверхностью 27а, по которой второй край 23 крышки 21 может свободно скользить во время вращения крышки 21 в направлении поддерживающего основания 18.
Во время вращения крышки 21 в указанном направлении она скользит по крутонаклонной поверхности 27а, заставляя подвижную стенку 25 поворачиваться в направлении положения отпускания.
Когда крышка 21 достигает положения контакта с картриджем 1, крышка сходит с крутонаклонной поверхности, и таким образом позволяет подвижной стенке 25 занять положение запирания.
С этой целью, в предпочтительном варианте, подвижную стенку 25 связывают с первыми упругими элементами 30, показанными на фиг. 4, предназначенными для того, чтобы форсировать самостоятельное движение подвижной стенки 25 из положения отпускания в положение запирания.
Что касается второго края 27 подвижной стенки 25, то в предпочтительном варианте он оснащен стопорной поверхностью 28, предназначенной для ограничения вращения крышки 21 и, как следствие, ограничения открывания крышки 21 относительно поддерживающего основания 18.
В предпочтительном варианте имеются вторые упругие элементы 35, предназначенные для того, чтобы форсировать вращение крышки 21 в направлении, в котором она открывается относительно поддерживающего основания 18.
Преимуществом такого решения является то, что вторые упругие элементы 35 облегчают открывание крышки 21 и высвобождение картриджа 1 из корпуса 14, поскольку для оператора достаточно переместить подвижную стенку 25 в положение отпускания, чтобы заставить крышку 21 автоматически подняться.
В предпочтительном варианте стопорной поверхности 28 придана такая форма, чтобы был образован вогнутый участок 29, обращенный ко второму краю 23 крышки 21, при этом указанный второй край, в свою очередь, выполнен с возможностью расположения внутри вогнутого участка 29, так чтобы ограничить вращение подвижной стенки 25, что можно видеть на фиг. 4.
Преимуществом такого решения является то, что стопорная поверхность 28 позволяет предотвратить полное отделение крышки 21 от поддерживающего основания 18, и исключить, таким образом, случайное извлечение самого картриджа 1.
Очевидно, что в любом случае крышку 21 можно снять, если держать ее прижатой и одновременно поворачивать подвижную стенку 25 до тех пор, пока ее стопорная поверхность 28 не займет положение, при котором она не будет помехой на траектории движения крышки 21.
В предпочтительном варианте подвижная стенка 25 содержит сквозное окно 31, предназначенное для того, чтобы задвигать картриджу 1 в корпус.
Преимуществом такого решения является то, что сквозное окно 31 облегчает вставление картриджа 1 в корпус 14.
В предпочтительном варианте, и как можно видеть на фиг. 2, сквозное окно 31 содержит край 32, который приподнят относительно поддерживающей поверхности 19, и предназначен для поддержания картриджа 1 в наклонном положении относительно поддерживающей поверхности 19 во время вдвигания картриджа 1 в корпус 14, как показано на примере на фиг. 5.
Таким образом, прозрачное дно 4 картриджа 1 остается приподнятым над прозрачным листом 13 до тех пор, пока картридж 1 полностью не погрузится в корпус 14, что является преимуществом в отношении предохранения прозрачного дна 4 и прозрачного листа 13 от царапин.
В предпочтительном варианте корпус 14 с возможностью извлечения связан с несущей конструкцией посредством средств перемещения, не представленных на чертежах, но по сути известных, которые определяют для корпуса 14 направление движения, которое параллельно плоскости, определяемой окном 3 доступа.
Указанные средства перемещения позволяют перемещать картридж 1 относительно моделирующей платформы во время изготовления объекта таким образом, чтобы периодически изменять область прозрачного дна 4 картриджа 1 и прозрачного листа 13, которая подвергается действию излучения, что является преимуществом в отношении продления срока службы этих элементов.
Кроме того, питающий воздуховод 15, который соединяет картридж 1 с устройством 8 подачи воздуха, можно деформировать, так чтобы дать возможность подводить воздух к резервуару 5 в любом положении, которое занимает корпус 14 при своем движении.
В предпочтительном варианте моделирующая платформа стереолитографической машины имеет круговой профиль, в частности, с радиусом, который лишь слегка меньше радиуса двух полукруглых участков 37 окна 3 доступа картриджа 1.
Следует понимать, что указанная круглая моделирующая платформа дает возможность картриджу 1 совершать перемещение в самом широком диапазоне способом, который был раскрыт выше, обеспечивая при этом преимущество возможного использования всей поверхности прозрачного дна 4 и прозрачного листа 13.
На практике, чтобы ввести картридж 1 в корпус 14, оператор переводит подвижную стенку 25 в положение отпускания, так чтобы поднять крышку 21, как показано на фиг. 2.
Таким образом, картридж 1 может быть размещен в сквозном окне 31 подвижной стенки 25 и ориентирована так, чтобы вторая мембрана 11 была обращена к игольчатому наконечнику 16 стереолитографической машины.
Картридж 1 вдвигают, в то время как он находится в контакте с приподнятым краем 32 сквозного окна 31, как показано на фиг. 5, до тех пор, пока картридж полностью не будет введен в корпус 14, как показано на фиг. 4.
Во время этого движения игольчатый наконечник 16 питающего воздуховода 15 пробивает вторую мембрану 11 картриджа 1, и становится в положение, при котором наконечник проходит через мембрану.
После этого крышка 21 может быть опущена до тех пор, пока подвижная стенка 25 не защелкнется в положении запирания.
В этот момент машина готова к использованию.
Когда необходимо, во время изготовления трехмерного объекта устройство 8 подачи воздуха приводят в действие таким образом, чтобы создать разность между давлением в резервуаре 5 и давлением в контейнере 2, которая достаточна, чтобы заставить клапанные средства 6 открыться, чтобы исходный материал, содержащийся в резервуаре 5, вытекал в контейнер 2.
Когда исходный материал в контейнере 2 достигает достаточного уровня, на устройство 8 подачи воздуха воздействуют так, чтобы уменьшить указанную разность давлений, вынуждая клапанные средства 6 самопроизвольно закрыться, чтобы течение исходного материала прекратилось.
В предпочтительном варианте вышеуказанное устройство 8 подачи воздуха приводят в действие посредством логического блока машины, который также служит для управления излучающим устройством, моделирующей платформой и средствами перемещения корпуса 14.
В соответствии с вышесказанным, следует понимать, что рассмотренные выше картридж и машина решают все задачи настоящего изобретения.
В частности, картридж может быть изготовлен без необходимости использования сложных компонентов, что таким образом упрощает его изготовление.
В частности, единственными подвижными элементами являются первые мембраны и вторая мембрана, которые кстати являются недорогими компонентами, легко доступными на рынке.
Кроме того, тот факт, что резервуар соединяется с устройством подачи воздуха путем простой установки картриджа в корпус, без необходимости включения какого-либо клапана, делает эту операцию простой и быстрой.
Изобретение относится к картриджу (1) для стереолитографической машины. Он содержит: контейнер (2), оснащенный окном (3) для доступа с прозрачным дном (4), противоположным указанному окну (3); резервуар (5), неразъемно связанный с контейнером (2) и предназначенный для хранения жидкого или пастообразного исходного материала; клапанные средства (6), предназначенные для пропускания исходного материала из резервуара (5) в контейнер (2) и выполненные с возможностью открытия, когда разность между давлением в резервуаре (5) и давлением в контейнере (2) по меньшей мере равна заданному значению, и самопроизвольного закрытия, когда указанная разность давлений меньше заданного значения, при этом резервуар (5) содержит герметичные соединительные средства (7) для соединения с внешним устройством (8) подачи воздуха. Техническим результатом изобретения является упрощение соединения картриджа со стереолитографической машиной. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.
1. Картридж (1) для стереолитографической машины, содержащий:
контейнер (2), ограниченный стенкой и оснащенный окном (3) для доступа и прозрачным дном (4), противоположным указанному окну (3);
резервуар (5), предназначенный для хранения жидкого или пастообразного исходного материала;
клапанные средства (6), соединяющие резервуар (5) с контейнером (2) для пропускания указанного исходного материала,
отличающийся тем, что указанные клапанные средства (6) выполнены с возможностью открытия, когда разность между давлением в резервуаре (5) и давлением в контейнере (2) по меньшей мере равна заданному значению, и самопроизвольного закрытия, когда указанная разность давлений меньше заданного значения, при этом резервуар (5) неразъемно связан с контейнером (2) и содержит герметичные соединительные средства (7) для соединения с внешним устройством (8) подачи воздуха.
2. Картридж (1) по п. 1, отличающийся тем, что клапанные средства (6) содержат первую мембрану (9), имеющую отверстие (10), которое является нормально закрытым и выполнено с возможностью упругого открытия под воздействием указанной разности давлений, по меньшей мере равной указанному заданному значению.
3. Картридж (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что соединительные средства (7) содержат вторую мембрану (11), принадлежащую стенке резервуара (5), и предназначенную для пробивания игольчатым элементом, и в то же время предназначенную для поддержания герметичности, когда указанный игольчатый элемент расположен так, что проходит сквозь вторую мембрану (11).
4. Картридж (1) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что резервуар (5) оснащен кольцевой стенкой (36), которая ограничивает контейнер (2) по периметру.
5. Картридж (1) по п. 4, отличающийся тем, что кольцевая стенка (36) содержит два обращенных друг к другу участка (37) полукруглого профиля.
6. Картридж (1) по п. 4 или 5, отличающийся тем, что указанное прозрачное дно (4) по периметру ограничено наружным краем (4а), причем наружный край (4а) заключен в полость (5а), принадлежащую резервуару (5), таким образом, что остается в пределах общих размеров резервуара (5).
7. Картридж (1) по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что резервуар (5) внутри ограничен наклонной стенкой (12), которая с указанным прозрачным дном (4) образует угол, который больше 90° и меньше 180°, при этом клапанные средства (6) расположены на уровне края наклонной стенки (12), ближайшего к контейнеру (2).
8. Стереолитографическая машина, содержащая несущую конструкцию и корпус (14), связанный с несущей конструкцией и предназначенный для размещения в нем в стабильном рабочем положении с возможностью извлечения картриджа (1), по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что содержит устройство (8) подачи воздуха, оснащенное питающим воздуховодом (15), предназначенным для герметичного и разъемного соединения с соединительными средствами (7) картриджа (1), когда картридж (1) расположен в корпусе (14), при этом устройство (8) подачи воздуха выполнено с возможностью работы таким образом, чтобы изменять давление в резервуаре (5).
9. Стереолитографическая машина по п. 8, отличающаяся тем, что картридж (1) выполнен в соответствии с п. 3, при этом питающий воздуховод (15) содержит игольчатый наконечник (16), предназначенный для пропускания сквозь вторую мембрану (11), когда картридж (1) расположен в указанном рабочем положении.
10. Стереолитографическая машина по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что корпус (14) содержит средства (17) фиксации, выполненные с возможностью поддержания картриджа (1) в рабочем положении, при этом средства (17) фиксации выполнены с возможностью отпускания таким образом, чтобы отсоединить картридж (1) от корпуса (14).
11. Стереолитографическая машина по п. 10, отличающаяся тем, что корпус (14) содержит поддерживающее основание (18), предназначенное служить опорой картриджу (1) на стороне, соответствующей прозрачному окну (4), при этом поддерживающее основание (18) образует поддерживающую поверхность (19), ограниченную удерживающим бортом (20), выступающим от поддерживающей поверхности (19) и предназначенным для контакта с картриджем (1), чтобы препятствовать сдвижке картриджа (1) по поддерживающей поверхности (19), причем указанные средства (17) фиксации содержат крышку (21), которая обращена к поддерживающей поверхности (19) так, что может вступать в контакт с картриджем (1) со стороны, противоположной поддерживающей поверхности (19).
12. Стереолитографическая машина по п. 11, отличающаяся тем, что крышка (21) содержит первый край (22), шарнирно связанный с поддерживающим основанием (18), и второй край (23), который противоположен первому краю и соединен с поддерживающим основанием (18) посредством освобождаемого защелкивающегося устройства (24).
13. Стереолитографическая машина по п. 12, отличающаяся тем, что удерживающий борт (20) содержит подвижную стенку (25), у которой имеются противоположные друг другу первый край (26) и второй край (27), причем первый край (26) шарнирно связан с поддерживающим основанием (18) таким образом, что определяет для указанной подвижной стенки (25):
положение запирания, при котором второй край (27) прижат к крышке (21), когда крышка (21) находится в контакте с картриджем (1), так чтобы предотвратить вращение крышки (21); и
положение отпускания, при котором второй край (27) расположен так, что допускает вращение крышки (21) в направлении, соответствующем открыванию крышки (21), относительно поддерживающего основания (18).
14. Стереолитографическая машина по п. 13, отличающаяся тем, что указанный второй край (27) оснащен стопорной поверхностью (28), предназначенной для ограничения вращения крышки (21).
15. Стереолитографическая машина по п. 14, отличающаяся тем, что стопорная поверхность (28) содержит вогнутый участок (29), обращенный ко второму краю (23) крышки (21), при этом указанный второй край (23) выполнен с возможностью расположения внутри вогнутого участка (29), так чтобы ограничить вращение подвижной стенки (25).
16. Стереолитографическая машина по любому из пп. 13-15, отличающаяся тем, что содержит первые упругие элементы (30), предназначенные для того, чтобы форсировать возврат подвижной стенки (25) из положения отпускания в положение запирания.
17. Стереолитографическая машина по любому из пп. 13-16, отличающаяся тем, что подвижная стенка (25) содержит сквозное окно (31), предназначенное для вдвигания картриджа (1) в корпус.
18. Стереолитографическая машина по п. 17, отличающаяся тем, что сквозное окно (31) содержит край (32), который приподнят относительно поддерживающей поверхности (19) и приспособлен для поддержания картриджа (1) в наклонном положении относительно поддерживающей поверхности (19) таким образом, что указанное прозрачное дно (4) остается приподнятым над поддерживающей поверхностью (19).
19. Стереолитографическая машина по любому из пп. 12-18, отличающаяся тем, что первый край (22) крышки (21) оснащен язычками (33), которые с возможностью извлечения вставлены в соответствующие отверстия (34), принадлежащие поддерживающему основанию (18), при этом по меньшей мере один язычок (33) и отверстие (34) выполнены таким образом, что допускают вращение крышки (21) относительно поддерживающего основания (18) и снятие крышки (21) с поддерживающего основания (18).
20. Стереолитографическая машина по любому из пп. 12-19, отличающаяся тем, что содержит вторые упругие элементы (35), предназначенные для того, чтобы форсировать вращение крышки (21) в направлении открытия относительно поддерживающего основания (18).
21. Стереолитографическая машина по любому из пп. 8-20, отличающаяся тем, что корпус (14) с возможностью извлечения связан с указанной несущей конструкцией в соответствии с направлением перемещения, которое параллельно плоскости, определяемой окном (3) для доступа, при этом питающий воздуховод (15) выполнен деформируемым.
22. Способ использования картриджа (1) по п. 3, отличающийся тем, что он содержит следующие операции:
подготовка стереолитографической машины, содержащей питающий воздуховод (15), функционально связанный с устройством (8) подачи воздуха и оснащенный игольчатым наконечником (16), предназначенным для пробивания второй мембраны (11) картриджа (1);
протыкание игольчатым наконечником (16) второй мембраны (11);
приведение в действие устройства (8) подачи воздуха, чтобы создать разность давлений между давлением в резервуаре (5) и давлением в контейнере (2), превышающим заданное значение.
| DE 4102261 A1, 30.07.1992 | |||
| US 5123569 A, 23.06.1992 | |||
| US 5503793 A, 02.04.1996 | |||
| US 5573721 A, 12.11.1996. |
