PL239400B1 - Elektromagnetyczny uchwyt mocujący do drukarki 3D - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektromagnetyczny uchwyt mocujący do drukarki 3D, przeznaczony do mocowania przedmiotów podczas druku 3D, w szczególności w technologii osadzania termoplastycznego tworzywa dla metod takich jak Fused Deposition Modeling (FDM) oraz Fused Filament Fabrication (FFF).

Stosowane obecnie maszyny realizujące technologie druku 3D, realizujące warstwową budowę modeli charakteryzują się wieloma wadami. Dotyczy to szczególnie technologii wykorzystujących termoplastyczne tworzywa sztuczne, która stanowią największą grupę maszyn. Najczęściej w przypadku wymienionych technologii podczas budowy dochodzi do deformacji modelu i jego oderwania od platformy budowania. Dotyczy to w szczególności modeli płaskich o dużych wymiarach, ponad kilkaset milimetrów, których duże budowane warstwy są równoległe do platformy budowania, czyli stołu roboczego. W takim przypadku dochodzi do tego, że po ukończeniu budowy kilku warstw model, najczęściej częściowo zdeformowany odrywa się od platformy i „podwija” do góry, wzdłuż osi Z budowa nia, sprawiając, że budowa kolejnych warstw jest błędna, a głowica drukująca starając się budować kolejne warstwy uderza w uszkodzony fragment modelu co powoduje jego dalsze uszkodzenie oraz może wpływać na zniszczenie dyszy głowic drukujących.

Niedogodności te wyeliminowano częściowo poprzez wprowadzenie pewnych modyfikacji takich jak podgrzewane komory robocze oraz kleje do platform, co jednak nie wyeliminowało problemu w pełni.

Znany jest z publikacji polskiego zgłoszenia wynalazku nr P.423447 mechanizm pozycjonowania stołu roboczego drukarki 3D względem poziomej płaszczyzny roboczej głowicy drukującej z napędem w kierunku osi X i osi Y realizowanym przez silniki krokowe. Składa się on z układu kalibracji stołu z co najmniej trzema punktami bazującymi usytuowanymi w płaszczyźnie roboczej stołu, mechanizmu posuwu stołu z prowadnicami liniowymi osi X i osi Y i napędem realizowanym przez silniki krokowe, mechanizmu podnoszenia stołu z prowadnicami liniowymi osi Z i napędem realizowanym przez trzy śruby napędowe napędzane silnikami krokowymi zamocowanymi do podstawy drukarki, oraz układu sterowania, do którego są przyłączone silniki krokowy i linia sygnałowa z układem detekcji położenia punktów bazujących względem głowicy drukującej.

Elektromagnetyczny uchwyt do drukarki 3D służący do ustalania i mocowania przedmiotów podczas wytwarzania przyrostowego, przy wykorzystaniu drukarki 3D, w szczególności w technologii FDM, charakteryzuje się tym, że posiada matę elektromagnetyczną w kształcie odpowiadającym płaszczyźnie stołu drukarki, umieszoną na platformie drukarki 3D oraz co najmniej dwa metalowe dociski mocujące drukowany model, przy czym do elektromagnetycznej maty podłączone jest zewnętrzne źródło zasilania.

Korzystnie, metalowe dociski mają kształt litery „L” lub dwuramiennych kształtowników, których ramiona są ułożone pod kątem prostym względem siebie i mają jednakową długość.

Uchwyt mocujący do drukarki 3D wyposażony jest w matę, która naklejana jest na platformę budowania drukarki 3D, a następnie drukarka jest kalibrowana w ten sposób, aby platforma budowania była dalej na tej samej wysokości. Podczas pracy drukarki 3D po ukończeniu budowy kilku warstw dociski umieszczane są na płaszczyźnie modelu w taki sposób aby głowica drukarki przemieszczała się w osiach X i Y powyżej docisków. Poprzez podłączenie źródła prądu następuje wytworzenie pola magnetycznego, które przyciąga dociski wykonane z materiału wykazującego właściwości magnetyczne. Odłączenie zasilania powoduje zwolnienie docisków i odmocowanie przedmiotu już po zakończeniu procesu budowy.

Wynalazek zobrazowany został przykładem wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok izometryczny z boku uchwytu zainstalowanego na drukarce 3D, a fig. 2 - widok izometryczny z przodu uchwytu zamocowanego na drukarce 3D.

Elektromagnetyczny uchwyt 1 posiada matę elektromagnetyczną 3 w kształcie odpowiadającym płaszczyźnie stołu 6 drukarki, umieszoną na platformie drukarką 3D. Na platformie umieszczony jest drukowany przedmiot/model 2, który po utworzeniu odpowiedniej ilości warstw umożliwia ułożenie metalowych docisków 5 w kształcie zbliżonym do litery L lub dwuramiennych kształtowników, których ramiona są ułożone pod kątem prostym względem siebie i mają jednakową długość. Aby zapewnić stabilne i pewne mocowanie drukowanego modelu, stosuje się co najmniej dwa dociski 5, umiejscowione w narożach podstawki drukowanego modelu 2. Poprzez podłączenie zewnętrznego źródła zasilania 4, następuje wytworzenie pola magnetycznego, które przyciąga dociski 5 do przyklejonej do stołu 6 maty elektromagnetycznej 3. W momencie odłączenia zasilania mata nie wytwarza pola magnetycznego i następuje zwolnienie mocowania.

PL 239 400 B1

Aby przytwierdzić drukowany przedmiot 2 do stołu 6 drukarki, w pierwszej kolejności musi zostać wytworzona warstwa materiału, która jest swoistego rodzaju podstawką drukowanego przedmiotu, na której umieszcza się dociski 5. Następnie załączane jest zasilanie maty elektromagnetycznej 3 i tym samym, wytwarzane jest pole magnetyczne powodujące mocne przytwierdzenie docisków 5 do wydrukowanej podstawki przedmiotu drukowanego. Operację tą można przeprowadzić bez konieczności wstrzymywania procesu drukowania.

Claims (2)

1. Elektromagnetyczny uchwyt do drukarki 3D służący do ustalania i mocowania przedmiotów podczas wytwarzania przyrostowego, przy wykorzystaniu drukarki 3D, w szczególności w technologii FDM, znamienny tym, że posiada matę elektromagnetyczną (3) w kształcie odpowiadającym płaszczyźnie stołu (6) drukarki, umieszoną na platformie drukarki 3D oraz co najmniej dwa metalowe dociski (5) mocujące drukowany model (2), przy czym do elektromagnetycznej maty (3) podłączone jest zewnętrzne źródło zasilania.

2. Uchwyt, według zastrz. 1, znamienny tym, że metalowe dociski (5) mają kształt litery L lub dwuramiennych kształtowników, których ramiona są ułożone pod kątem prostym względem siebie i mają jednakową długość.