Способ и устройство очистки печатающей головки 3D принтера и очиститель устройства очистки печатающей головки 3D Российский патент 2019 года по МПК B29C64/30 B33Y40/00 

Группа изобретений относится к области технологий синтеза, т.е. изготовления трехмерных физических объектов добавочным нанесением (наслоением) с использованием, в частности, полимерных материалов, а точнее к технологиям струйной 3D печати, вспомогательным операциям указанных технологий и оборудованию для осуществления вспомогательных операций.

Раскрытая в описании настоящего решения технология относится к области струйной 3D печати, реализуемой, чаще всего, с использованием раздаточной головки, сопла (сопел), элементов настройки и контроля за работой головки 3D принтера, а также полимерного строительного (термопластика), в качестве рабочего материала.

Из уровня техники известны аналогичные технические решения, в которых описаны методы и устройства, позволяющие очистить печатающую головку 3D принтера в процессе его работы (см. RU 161249 U1 10.04.2016, RU 2609179 C1 30.01.2017), в которых печатающая головка струйного 3D принтера, содержит выполненную в едином корпусе, подвижную платформу с размещенными на ней двумя соплами с нагревателями и механизм переключения сопел, положение которой определяется датчиком положения подвижной платформы и ограничивается позиционным ограничителем снабжена клапаном для сопел, обеспечивающим запирание одного из сопел и открывание другого, в котором выполнены отверстия, кромка которых обеспечивает снятие облоя с сопла.

Недостатком наиболее близких аналогов является то, что система, описанная в них, не позволяет достигнуть необходимого давления и температуры расплава пластика при простое сопла или старте печати, что затрудняет процесс печати и снижает его качество.

Задача данного технического решения заключается в разработке системы для очистки печатающей головки 3D принтера позволяющей устранить указанные выше недостатки.

Техническим результатом заявленной группы изобретений заключается в выравнивании давления и температуры расплава пластика относительно необходимых при старте печати или смене сопла и одновременной очистки сопла от облоя.

Технически результат достигается за счет создания способ очистки печатающей головки 3D принтера включающего перемещение механизмом перемещения принтера печатающей головки при старте печати или смене сопла с неактивного на активное в положение, в котором отверстие активируемого сопла совпадает с отверстием очистителя, установленного на держателе, после совпадения отверстий внутренний канал очистителя деформируется, далее принтер продавливает пластик в канал, выравнивая таким образом давление и температуру пластика до рабочего состояния, после очисти сопло перемещают в рабочую зону при этом внутренний канал очистителя перестает деформироваться и захватывает пластик, при этом выдавленная нить остается в очистителе или срезается о кромку очистителя.

В частном варианте выполнения способа проходя по мягкой поверхности очистителя сопло очищается от налипшего пластика.

Технически результат достигается за счет создания устройства очистки печатающей головки 3D принтера для осуществления вышеуказанного способа содержащего рабочий стол, механизм перемещения печатающей головки принтера, держатель каретки оси, печатающую головку принтера с соплами для подачи пластика, держатель очистителя и очиститель размещенный на держателе.

Технический результат достигается также за счет создания очистителя устройства очистки печатающей головки 3D принтера, выполненного в виде резинового или силиконового колпачка с внутренним каналом в виде двух смыкающихся конических полостей, при этом полость с основанием меньшего диаметра, размещенным на верхней части колпачка смыкается с полостью с основанием большего диаметра, размещенным на нижней части колпачка.

В частном варианте выполнения наружная поверхность очистителя выполнена оребренной.

В другом частном варианте выполнения очистителя он изготовлен на 3D принтере.

Ниже приводятся графические материалы, поясняющие сущность заявленного решения, никоим образом не ограничивающие любые иные варианты осуществления заявленного решения.

На фиг. 1: общая схема 3D принтера, вид сверху,

На фиг. 2: общая схема 3D принтера, фронтальный вид,

На фиг. 3: изображен процесс очистки сопла,

На фиг. 4: изображен вид сверху очистителя,

На фиг. 5: изображен вид сбоку очистителя,

На фиг. 6: изображен разрез очистителя с каналом в недеформированном состоянии,

На фиг. 7: изображен разрез очистителя в состоянии деформирования внутреннего канала при совпадении сопла с отверстием очистителя.

На фиг. 1-7 изображены следующие элементы конструкции:

1. Держатель каретки

2. Рабочий стол

3. Печатающая головка

4. Сопло

5. Ось У

6. Ось Х

7. Держатель очистителя сопла

8. Очиститель сопла

9. Печатающаяся деталь.

Заявленная группа изобретений выполняет задачу очистки сопел от остатков лишнего пластика, возникших в процессе печати и создает необходимое давление в системе после переключения с одного сопла на другое, так как в процессе простоя давление в не активном сопле падает.

Группа изобретения состоит из способа и устройства очистки печатающей головки 3D принтера и очистителя устройства очистки печатающей головки 3D.

Заявленный способ осуществляется путем применения известного 3D принтера снабженного приспособлением для очистки печатающей головки и действующего по определенному алгоритму.

Устройство очистки печатающей головки 3D принтера для осуществления способа содержит рабочий стол 2, механизм перемещения печатающей головки принтера, держатель каретки оси 1, печатающую головку принтера 3 с соплами 4 для подачи пластика, держатель очистителя 7 и очиститель 8, размещенный на держателе.

Очиститель устройства очистки печатающей головки 3D принтера выполнен колпачка из мягкого материала, например резины или силикона с внутренним каналом в виде двух смыкающихся конических полостей, при этом полость с основанием меньшего диаметра, размещенным на верхней части колпачка смыкается с полостью с основанием большего диаметра, размещенным на нижней части колпачка.

Наружная поверхность колпачка может также быть выполнена в виде конуса с оребрением.

Очиститель может быть изготовлен на 3D принтере.

Способ очистки печатающей головки 3D принтера включает следующую последовательность действий перемещение механизмом перемещения принтера печатающей головки при старте печати или смене сопла с неактивного на активное в положение, в котором отверстие активируемого сопла совпадает с отверстием очистителя, установленного на держателе, после совпадения отверстий внутренний канал очистителя деформируется, как показано на рис. 7, который отображает деформацию внутреннего канала при совпадении сопла с отверстием очистителя.

После совпадения отверстий принтер начинает продавливать пластик в канал, выравнивая таким образом систему до рабочего состояния. После проведения прочистки сопло уезжает в рабочую зону и продолжает печать. В процессе отъезда сопла от очистителя внутренний канал перестает деформироваться и захватывает пластик, не давая таким образом вытащить выдавленную только что нить из очистителя. Также проходя по мягкой поверхности очистителя сопло очищается от налипшего пластика.

Таким образом, совокупность признаков заявленной группы изобретения позволяет достичь заявленный технический результат, а именно выравнивание давления и температуры расплава пластика относительно необходимых при старте печати или смене сопла, также эта совокупность позволит и одновременно очищать сопла от облоя.

Группа изобретений относится к области технологий синтеза, т.е. изготовления трехмерных физических объектов добавочным нанесением (наслоением) с использованием, в частности, полимерных материалов, а точнее к технологиям струйной 3D печати, вспомогательным операциям указанных технологий и оборудованию для осуществления вспомогательных операций. Способ очистки печатающей головки 3D принтера включает перемещение механизмом перемещения принтера печатающей головки при старте печати или смене сопла с неактивного на активное в положение, в котором отверстие активируемого сопла совмещается с отверстием очистителя, установленного на держателе, после совпадения отверстий внутренний канал очистителя деформируется, далее принтер продавливает пластик в канал, выравнивая, таким образом, давление и температуру пластика до рабочего состояния, после очистки сопло перемещают в рабочую зону, при этом внутренний канал очистителя перестает деформироваться и захватывает пластик, при этом выдавленная нить остается в очистителе или срезается о кромку очистителя. Устройство очистки печатающей головки 3D принтера для осуществления способа содержащее рабочий стол, механизм перемещения печатающей головки принтера, печатающую головку принтера с соплами для подачи пластика, очиститель, размещенный на держателе. Очиститель устройства очистки печатающей головки 3D принтера выполнен в виде резинового или силиконового колпачка с внутренним каналом. Обеспечивается выравнивание давления и температуры расплава пластика при старте печати или смене сопла и одновременной очистке сопла от облоя. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ очистки печатающей головки 3D-принтера, включающий перемещение механизмом перемещения принтера печатающей головки при старте печати или смене сопла с неактивного на активное в положение, в котором отверстие активируемого сопла совмещается с отверстием очистителя, установленного на держателе, выполненного в виде резинового или силиконового колпачка с внутренним каналом, который выполнен в виде двух смыкающихся конических полостей, при этом полость с основанием меньшего диаметра, размещенным на верхней части колпачка смыкается с полостью с основанием большего диаметра, размещенным на нижней части колпачка, после совпадения отверстий внутренний канал очистителя деформируется, далее принтер продавливает пластик в канал, выравнивая, таким образом, давление и температуру пластика до рабочего состояния, после очистки сопло перемещают в рабочую зону, при этом внутренний канал очистителя перестает деформироваться и захватывает пластик, при этом выдавленная нить остается в очистителе или срезается о кромку очистителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проходя по мягкой поверхности очистителя сопло очищается от налипшего пластика.

3. Устройство очистки печатающей головки 3D-принтера для осуществления способа по любому из пп. 1 и 2, содержащее рабочий стол, механизм перемещения печатающей головки принтера, печатающую головку принтера с соплами для подачи пластика, очиститель, размещенный на держателе, выполненный в виде резинового или силиконового колпачка с внутренним каналом, который выполнен в виде двух смыкающихся конических полостей, при этом полость с основанием меньшего диаметра, размещенным на верхней части колпачка, смыкается с полостью с основанием большего диаметра, размещенным на нижней части колпачка.

4. Очиститель устройства очистки печатающей головки 3D-принтера по п. 3, выполненный в виде резинового или силиконового колпачка с внутренним каналом, который выполнен в виде двух смыкающихся конических полостей, при этом полость с основанием меньшего диаметра, размещенным на верхней части колпачка смыкается с полостью с основанием большего диаметра, размещенным на нижней части колпачка.

5. Очиститель по п. 4, отличающийся тем, что наружная его поверхность выполнена оребренной.

6. Очиститель по п. 4, отличающийся тем, что он изготовлен на 3D-принтере.