WO2020185122A1 - Пособ и устройство изготовления изделий с помощью аддититвных ехнологий - Google Patents

Пособ и устройство изготовления изделий с помощью аддититвных ехнологий Download PDF

Info

Publication number
WO2020185122A1
WO2020185122A1 PCT/RU2020/050006 RU2020050006W WO2020185122A1 WO 2020185122 A1 WO2020185122 A1 WO 2020185122A1 RU 2020050006 W RU2020050006 W RU 2020050006W WO 2020185122 A1 WO2020185122 A1 WO 2020185122A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axis
receiving surface
structural element
along
print head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2020/050006
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Артем Романович АВДЕЕВ
Илья Александрович ГУЩИН
Алексей Владимирович ДРОБОТОВ
Андрей Александрович ШВЕЦ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stereotech LLC
Original Assignee
Stereotech LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stereotech LLC filed Critical Stereotech LLC
Priority to US17/436,051 priority Critical patent/US20220168962A1/en
Priority to EP20768937.3A priority patent/EP3939773B1/en
Priority to CN202080020550.3A priority patent/CN113557123B/zh
Publication of WO2020185122A1 publication Critical patent/WO2020185122A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227—Driving means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227—Driving means
    • B29C64/241—Driving means for rotary motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227—Driving means
    • B29C64/236—Driving means for motion in a direction within the plane of a layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/379—Handling of additively manufactured objects, e.g. using robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes

Definitions

  • the claimed group of inventions relates to the technology of layer-by-layer production of objects using a digital model by layer-by-layer application of the material and can be used, in particular, in the manufacture of 3 D-objects using additive technology.
  • Fused Modeling is one of the currently widely used additive 3D layered printing technologies.
  • FDM technology includes the following stages: dividing a three-dimensional digital model into many thin flat layers, drawing up a production program for each such layer, including many linear movements of the print head with material feeding.
  • the set of production programs for each layer is combined into a production program for the object as a whole and transferred to the additive manufacturing system, which creates the object layer by layer according to this program.
  • Each layer is applied on top of the previous layer until the object is fully built.
  • a support material can be used to support overhanging elements of an object.
  • a known ZO printer comprising a cylindrical receiving surface rotating around its axis, an applicator configured to apply material to this surface, wherein the applicator and the cylindrical receiving surface are displaced relative to each other in a direction transverse to the axis of rotation.
  • the controller which is part of the ZO printer, receives the program for the production of the object, and the instructions are presented in the form of a set of linear (or angular) movements along each axis of the ZO printer.
  • the controller coordinates the rotation of the receiving cylindrical surface, the displacement of the applicator relative to it and the application of material by the applicator, the simultaneous movement along which the print head and the produced object leads to the formation of spatial (curved) layers of material.
  • the sequential application of such layers of various shapes by a 3D printer leads to the formation of an object (US application US2012165969 A1, publication date 06/28/2012, Zydex Pty Ltd.).
  • the method for manufacturing products in accordance with the known analogue consists in determining, according to a 3D model, an object of a program for its production for a device, and this program contains many curved layers of material that must be sequentially applied by the device. This program is transmitted to the printing device, which applies material to the receiving cylindrical surface in flat layers.
  • a device for manufacturing objects comprising a receiving cylindrical surface for receiving layers of material, a drive for rotating the rod and a print head for applying material to the receiving cylindrical surface to form an object, while the receiving cylindrical surface is fixed in a rotary chuck with a collet.
  • the method for manufacturing an object includes applying a material with a print head to a rod, rotating the rod, moving print head in a direction parallel to the longitudinal axis of the rod and subsequent removal of the cylindrical working surface after the manufacture of the object (US application US2016096323 A1, publication date 04/07/2016, Tyco Electronics Corp.).
  • a known method of manufacturing objects including the controller control of the mechanism of rotation of the receiving cylindrical surface, fixed within at least two supports, the formation of layers by a plurality of ejectors located in each of at least two print heads equipped with different materials on the rotating receiving cylindrical surface, the operation of the controller, with at least one actuator, functionally associated with at least two printheads and a curing device that moves each of the printheads and the curing device independently of each other in a direction parallel to the axis of rotation of the cylindrical working surface to ensure the formation and curing of layers on the rotating cylindrical working surface (US application US2018244033 A1, published 08/30/2018, Xerox Corp.).
  • the disadvantage of the described method of making three-dimensional objects Xerox Corp. is the high labor intensity of the production of objects and restrictions on the shape of the objects produced, due to the need to print on a previously made receiving cylindrical surface, which either becomes part of the object and needs further mechanical processing or is removed in a certain way.
  • the produced object must necessarily be larger in thickness and less in length than the cylindrical working surface.
  • the method involves the production of products only of cylindrical shape (bodies of revolution), which limits the range of produced objects.
  • Known ZO-printer containing a working surface for printing, made with the possibility of rotation around its axis, a print head located next to with the working surface and directed perpendicular to it, and the print head is configured to apply the material used for the manufacture of the object, at least on a part of the working surface, or a heated element located at least on a part of the working surface, and the base, located next to the printhead and in contact with the printing surface, the base being movable in forward, reverse and lateral directions relative to the printhead (US application US20160318247 A1, publication date 03.11.2016, Warsaw Orthopedic Inc.).
  • Warsaw Orthopedic Inc. does not consider creating geometrically complex objects.
  • the known device contains a workpiece from a round in cross-section of a rod, a print head, an extruder, a motor unit having a stepper motor that controls the rotation of the workpiece around the theta axis, a second stepper motor that controls the movement of the extruder in the direction of the Z axis and a third stepping motor that controls the movement of the extruder along workpiece along the radial axis during rotation of the workpiece around the theta axis (US application US2018297280 A1, publication date 10/18/2018, Elizabeth Silvestro).
  • the known device Elizabeth Silvestro implements an additive manufacturing method, including placing a workpiece in the form of a round rod in a motor unit having a stepping motor with theta-axis, which controls the rotation of the workpiece around theta-axis, applying the material to the workpiece by an extruder under the control of a stepping motor of the z-axis and, at least one radial-axis stepper motor, which together control the movement of the extruder in the z-axis direction and the radial-axis direction along the workpiece when the workpiece is rotated by the theta-axis stepping device, as well as operating the theta-axis stepper motor, the z-axis stepping motor, and, at least one stepper motor of a radial axis for applying material by an extruder to a workpiece according to an object model provided in cylindrical coordinates.
  • the disadvantage of the known device and method is the need for subsequent processing of the manufactured products, since only the finished rod-blank is used, which protrudes beyond the edges of the product, there is no possibility to make the rod using the print head.
  • the described manufacturing method obtains strong layers, after production the product requires machining of the ends of the working rod that protrude beyond the boundaries of the product.
  • a device for additive printing of three-dimensional objects and the method of forming objects implemented by it contains a print head for extruding the first material, a reservoir with a liquid or granular second material and a flat receiving surface installed in the reservoir, moreover, the print head and a flat receiving surface can be fixed on manipulators with the ability to move along three linear coordinates and make angular movements around one, two or three axes.
  • the manipulator contains a flat receiving surface, one or more telescopic sections and rotary joints connected to the sections, on which the receiving surface is installed (international application WO 2016019435 A1, publication date 11.02.2016, LAING O'ROURKE AUSTRALIA PTY LIMITED).
  • the closest analogue implements the method of additive manufacturing, including the application of threads of the material in rings, rather than spirals (not wound).
  • the product is grown directly on a flat receiving surface, as a result of which there is a risk of separation of the product from the receiving surface during printing along the plane of separation between them.
  • the disadvantages of the closest analogue include the low strength of the manufactured products and the fact that the stages of printing a three-dimensional object, including printing spatial layers with the rotation of a flat receiving surface, occur in the environment of an auxiliary material ("second material"), which increases the labor intensity of production and limits the volume of the working area ...
  • a technical problem, the solution of which is provided by the claimed group of inventions, is the creation of functional products by the method of additive manufacturing on a printing device (ZO-printer), in particular, printing products with curved layers, which is carried out on a receiving surface, which can be a ready-made rod (cylindrical surface) or a finished a core that becomes part of the final product, or a finished self-replicating core that becomes part of the final product, without reducing the quality of the finished product and without additional finishing.
  • ZO-printer printing device
  • a receiving surface which can be a ready-made rod (cylindrical surface) or a finished a core that becomes part of the final product, or a finished self-replicating core that becomes part of the final product, without reducing the quality of the finished product and without additional finishing.
  • the technical result of the invention is to increase the strength of the resulting products that do not require additional processing.
  • the method of additive production of three-dimensional objects including the stages at which: a) create a digital three-dimensional model of the specified object, break the model into the product core and the product body, divide them layer by layer into flat and curved layers, respectively, and prepare construction data; B) then send the build data to the control device; c) adjust the position of the product relative to the receiving surface (10); d) supply the material that is necessary for this process; f) determine the zero coordinates of the position of the print head (2) along the X axis, the device for moving (13) along the Z axis and the second structural element (12) around the X axis of the unit (9) to accommodate the receiving surface (10); f) the receiving surface (10) is brought into a horizontal position, according to the invention; g) on the receiving surface, the first part of the substrate (26) is made, enveloping the lateral surface of the receiving surface (10); h) change the position of the receiving surface (10) to vertical; i) the second part of the substrate (2
  • the device (1) for the additive production of three-dimensional objects contains at least one printhead (2) for supplying material, made with the possibility of moving along the X-axis and / or along the Y-axis; at least one guide (6) for moving the print head (2) along the X axis; at least two guides (7, 8) for movement a print head (2) along the Y axis, configured to be positioned on different sides of the print head (2) across at least one guide (6) for moving the print head (2) along the X axis; a unit (9) designed to accommodate a receiving surface (10) and a receiving surface (10) for receiving material supplied from the print head (2); wherein the unit (9) for placing the receiving surface (10) contains the first structural element 12 and is equipped with a device for moving (13) along the Z axis, perpendicular to the XY plane; moreover, the first structural element (12) is made with the possibility of rotation about the X axis; and the receiving surface (10) is mounted on the first structural element (12) for rotation around
  • the receiving surface (10) can be removably mounted.
  • the receiving surface (10) can be installed in the gripper (19).
  • the device (1) may contain a coil (20) of consumable material.
  • the device (1) may contain a heating unit (21) of the working volume of the device (1).
  • the engine (17) can be mounted on the second structural element (11).
  • the second structural element (11) may contain a pulley (22) connected to the engine (17) by means of an annular belt (23).
  • the pulley (22) can be connected to the first structural element (12).
  • the engine (18) can be mounted on the first structural element (12).
  • the first structural element (12) may contain a pulley (24) connected to the engine (18) by means of an annular belt (25).
  • At least one motor (3) can be installed on the print head (2).
  • FIG. 1 - manufactured (printed) products a) - in accordance with the claimed invention; B) and c) - products manufactured using analog technologies.
  • FIG. 2 is a front view of the ZO printer.
  • FIG. 3 is a front view of the ZO printer without housing walls.
  • FIG. 6-11 stages of production of a product according to the claimed method on the claimed device.
  • FIG. 12 is a block diagram of the implementation of the claimed method of manufacturing objects. Positions in the figures indicate:
  • the device 1 (3O-printer) is used to build material volumetric products by the method of additive manufacturing.
  • 3O-printer in one of the specific embodiments contains located in the housing (Fig. 2) print head 2 for supplying thermoplastic material, which is made with the ability to move along the X-axis and / or Y-axis (including with the ability to move in plane X-Y).
  • the device 1 contains two motors 3 for supplying material, which are installed on the print head 2.
  • the device also contains two motors 4 and 5 for moving the head 2, as well as one guide 6 for moving the print head 2 along the X axis and two guides 7 and 8 for movement of the print head 2 along the Y-axis (Figs. 2 and 3).
  • the guides 7 and 8 are located on opposite sides of the print head 2 across the guide 6 (Fig. 3).
  • the inventive device 1 contains a receiving surface 10 for receiving (winding, overlaying) material supplied from the print head 2 (Fig. 2-11).
  • the receiving surface 10 is cylindrical.
  • a rod can be used as the receiving surface 10, for example.
  • the receiving surface is located in the node 9 to accommodate the receiving surface 10 (Fig. 2-5).
  • the unit 9 is made in the form of the first and second connected structural elements 12 and 1, respectively, and is equipped with a device for moving 13 along the Z axis, perpendicular to the XY plane.
  • the receiving surface 10 is mounted on the first structural element 12 with the possibility of rotation about the Z-axis and with the possibility of removal, for example, in a gripper 19, which can be made in the form of a collet chuck.
  • the element 12 can be made, for example, in the form of a swing, and the displacement device 13 - in the form of a carriage.
  • Unit 9 contains a motor 14 and two guides 15 and 16 for moving it along the Z axis (Fig. 3).
  • the second structural element 11 is fixed to the displacement device 13, and is movably connected to the first structural element 12 (Figs. 4 and 5).
  • the first structural element 12 is rotatable about the X axis by means of a motor 17 mounted on the second structural element 11.
  • the receiving surface 10 is made with the possibility of rotation around the Z axis by means of the motor 18.
  • the second structural element 11 comprises a pulley 22, which is connected to the motor 17 via an annular belt 23.
  • the first structural element 12 comprises a pulley 24, which is connected to the motor 18 via an annular belt 25 (FIGS. 4 and 5).
  • the claimed ZO printer contains a spool 20 with a consumable thermoplastic material.
  • the spool 20 with the consumable can be located both inside and outside the housing of the printer device 1 (Fig. 2).
  • the claimed 3O-printer contains a heating unit 21 of the working volume of the device 1 (Fig. 3) and a controller 29 for controlling the movement of the print head 2.
  • an increase in the strength of the resulting products and the absence of additional processing is achieved due to the fact that the inventive device, due to the movement of the print head 2 along the X-axis and along the Y-axis and the movement of the unit 9 for placing the receiving surface 10 along the Z axis, makes it possible to print the core of the product, in the form of repeating product contours; due to rotation around the X axis, an automatic transition from printing the product core to printing the product body is provided; due to the movement of the print head 2 along the Y-axis, the assembly 9 along the Z-axis and rotation of the receiving surface 10 around the Z-axis, it ensures the printing of curved layers of the product body, which makes it possible to produce durable products without additional processing.
  • the inventive method for the additive production of three-dimensional objects implements a multi-stage printing process: the product core, which does not protrude beyond the product and repeats its shape, which makes it possible to produce products without additional processing; the body of the product, which is made with curved layers, which increases the strength of the product.
  • the claimed method is implemented as follows (the production flowchart is shown in Fig. 12).
  • the generated model is loaded into the print preparation software (software), which provides the breakdown of the model into parts (product core and product body) and layer-by-layer separation of these parts into flat and curved layers, respectively, while the layer is formed as a result of surface intersection, (for example, cylindrical surface) with a product model, while each subsequent layer differs from the previous one by the layer thickness (for surfaces of revolution - the distance between the generatrix and the axis of revolution, for transfer surfaces - offset along the construction vector), preparation and generation of construction data (code of the sequence of displacements) and then send the construction data to the control device.
  • the position of the product is adjusted relative to the receiving surface 10 of the printer, the type of the secant surface is selected.
  • any kinematic surface (ruled, non-linear, rotary, cyclic, screw, and others) can be a cutting surface.
  • the program sets general printing settings: the speed of movement of the print head 2, the temperature of the part cooling by controlling the operation mode of the product cooling fan, parameters characterizing the consumable, etc. For each material, select the temperature of the heater for melting the plastic in the print head 2, the temperature of heating the working chamber when printing the product.
  • the program determines the necessary parameters and conditions for printing parts of the product (the core 28 of the product and the body 30 of the product) and auxiliary structures (the first part of the substrate 26 and the second part of the substrate 27, supporting the tooling).
  • the core 28 of the product its dimensions are determined, depending on the selected cross-sectional surface, the thickness of the flat printing layer, the thickness of the solid outer shell, the density of the inner filling of the core with material (from 0 - in the manufacture of hollow products, to 100%), the filling pattern.
  • the software determines the shape of the core 28 as the result of the intersection of the product and the selected cross-sectional surface. In this case, if the selected surface of the section is a surface of revolution (for example, cylindrical), then the lateral surface of the core 28 corresponds to the selected surface of the section with the specified dimensions of the core (the distance from the axis of rotation to the generatrix).
  • the lower base of the core 28 corresponds to the lower surface of the article bounded by the lateral surface of the core 28, and the upper base of the core 28 corresponds to the upper surface of the article bounded by the lateral surface of the core 28.
  • the thickness of the curvilinear print layer For the body 30 of the product, the thickness of the curvilinear print layer, the thickness of the solid outer shell, the density of the internal filling of the product with material (from 0 - in the manufacture of hollow products, to 100%), the filling pattern and the need to build supporting equipment are set.
  • first and second substrate portions 26 and 27 a fill pattern is adjusted.
  • the software automatically generates the size of the first and second portions of the substrate 26 and 27 according to the dimensions of the core 28.
  • the first portion of the substrate 26 serves to hold the product on the receiving surface 10.
  • the second portion of the substrate 27 serves as the starting plane of the product core 28.
  • the density and fill pattern are specified. It can be constructed from the same material as the product itself using a single printhead nozzle.
  • the support hardware can be made of a different material using a second nozzle.
  • the software automatically generates a supporting tooling with a gap relative to the printed product to ensure its easy removal from the surface of the finished product.
  • the software prepares the build data in the form of a computer instruction language such as g-code. For each flat and curved layer, the software determines the outer contour, then fills it based on the percentage selected by the user and the fill pattern. After passing through the entire model, it builds supporting structures and then exports the construction data to a finished file.
  • a connection to the printer is established. They check the operability of all mechanical components of the printer, the presence of installed consumables. Then the prepared task is loaded via a network interface or a portable medium.
  • printing is started (Fig. 6).
  • the controller controls the movement of the print head 2, the device for moving 13 of the node 9 along the Z axis using signals supplied to motors 3, 4, 5, 14, 17 and 18.
  • the printer controller heats up the print head 2 nozzle and the working chamber to the specified temperatures , feeds the material, searches for and determines the zero coordinates of the position of the print head 2 along the X and Y axes, the device for moving 13 along the Z axis of the first structural element 12 around the X axis and then starts the process of printing the product on the receiving surface 10.
  • the receiving cylindrical surface 10 is brought to a horizontal position (the axis of the cylindrical surface is located in a plane parallel to the X-Y plane) - FIG. 6.
  • the device for moving 13 along the Z axis raises the unit 9 to the distance of the layer thickness between the surface 10 and the nozzle of the print head 2.
  • the controller starts the block of the program for the production of the first part of the substrate 26.
  • the first part of the substrate 26 is made, enveloping the side surface of the receiving surface (ten).
  • the base of the first part of the substrate 26 can extend beyond the boundaries of the receiving surface 10 and be located along its end (Fig. 7).
  • the controller starts the program block for changing the position of the receiving surface 10 and gives a signal to the device 13 moving along the Z axis to lower in order to avoid a collision with the print head 2, and to the node 9 to change the position of the surface 10 to vertical (the rod axis is located in a plane parallel to the XZ plane) - Fig. ... 8. Then the block of the production program for the second part starts. a substrate 27 that is made on the first portion of the substrate 26 (based on the first portion of the substrate 26).
  • the controller then prints the product core 28 in flat layers on the surface of the second portion of the substrate 27 (FIG. 9). Then the program block for changing the position is started again, and the node 9 positions the surface 10 horizontally (the axis of the rod is located in a plane parallel to the X-Y plane). The device for moving 13 along the Z axis rises with the unit 9 to the distance of the layer thickness between the surface of the core 28 and the nozzle of the print head 2.
  • the controller starts the program block for the production of the support tooling, if required in a particular product, and then the program block for the production of the article body 30 (FIGS. 10 and 11).
  • the body of the article 30 is made by applying material to the core 28 in curved layers.
  • Both the product body 30 and the supporting tooling are manufactured in layers with curved layers that increase the strength of the product (winding). The next layer is applied to the previous layer by layer until the end of the construction of the product.
  • a layer can have one or more parts. Each part includes one or more outer contours, perimeters, solid areas, fill areas.
  • a layer part is a separate area within a layer that does not touch other parts.
  • An outline is an unprintable intersection between the model and the cutting surface.
  • the number of walls can be adjusted in the print preparation program and set to a value from 0 (no walls) or more.
  • fill density For filling you can adjust the fill density, fill angle and fill pattern, fill overlap (how much the beginning and end of the fill lines intersect the inner perimeter of the path).
  • the infill density can be adjusted in the print preparation software and set to a value from 0 (no infill) to 100% (full-bodied). In this case, the density of the filling is provided by the number of filling lines applied inside the contour.
  • the Fill Angle sets the angle between the fill line and the y-axis of the layer's surface coordinate system.
  • the fill angle can be set from 0 to 90 degrees.
  • the value of the fill angle can be varied from layer to layer, alternating the set value of the fill angle with the value rotated by the specified angle (by default equal to 90 degrees) to form a mesh structure.
  • the fill angle is assumed to be 45 degrees.
  • the method involves curvilinear and flat filling patterns for the production of various parts of the product and auxiliary structures. Curved fill patterns are used to produce the first substrate portion 26, the support structures, and the article body 30.
  • the method uses three options for a curvilinear filling pattern.
  • the "winding" filling option characterizes the continuity of the material supply when the entire filling forms a single filling line.
  • Coil filling uses a helical filling line. These methods are used to fill the layers formed by surfaces of revolution. The surface line is generally used to fill layers on any surface.
  • Curvilinear fill pattern sets the appearance of the fill line.
  • the fill line is a line on the surface of the curved layer from the bottom of the product to the top of the product.
  • the shape of the line depends on the filling pattern and can be curved, zigzag or any other.
  • Flat fill patterns are used to produce the second 27 substrate portion and the product core 28.
  • Flat fill patterns are used the same as in conventional PR-printing known from the prior art.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

Заявленная группа изобретений относится способу и устройству аддитивного производства. Устройство (1), осуществляющее способ, содержит по меньшей мере одну печатающую головку (2), двигающуюся по оси X и/или по оси Y, по меньшей мере один двигатель (3) для подачи материала, узел (9) для размещения приемной поверхности (10) для приема материала, выполненный в виде по меньшей мере первого и второго конструктивных элементов (12, 11) и снабженный устройством перемещения (13) по оси Z, по меньшей мере один второй конструктивный элемент (11) с одной стороны закреплен на устройстве перемещения (13), а с противоположной - подвижно соединен с по меньшей мере одним первым конструктивным элементом (12), выполненном с возможностью вращения вокруг оси X, приемная поверхность (10) установлена на первом конструктивном элементе (12) с возможностью вращения вокруг оси Z, причем узел (9) содержит по меньшей мере один двигатель (17) для вращения первого конструктивного элемента (12) вокруг оси X и по меньшей мере один двигатель (18) для вращения приемной цилиндрической поверхности (10) вокруг оси Z. Техническим результатом изобретения является повышение прочности получаемых изделий.

Description

ПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ с помощью
АДДИТИТВНЫХ ЕХНОЛОГИЙ
Заявляемая группа изобретений относится к технологии послойного изготовления объектов по цифровой модели путем послойного нанесения материала и может применяться, в частности, при изготовления 3 D-объектов с помощью аддитивной технологии.
Одной из широко применяемых в настоящее время аддитивных технологий трехмерной послойной печати является «Моделирование методом наплавления» (MMH/FDM). FDM технология включает следующие этапы: разделение трехмерной цифровой модели на множество тонких плоских слоев, составление программы производства каждого такого слоя, включающей множество линейных перемещений печатающей головки с подачей материала. Совокупность программ производства каждого слоя объединяется в программу производства объекта в целом и передается в систему аддитивного производства, которая создает объект слой за слоем по данной программе. Каждый слой наносят поверх предыдущего слоя, пока объект не будет полностью построен. Вспомогательный материал может использоваться для поддержки нависающих элементов объекта.
Известны системы и способы аддитивного производства трехмерных объектов, основанные на послойном изготовлении объектов на плоских рабочих поверхностях (подложках) путем экструзии текучего (термопластичного) материала. Материал для моделирования экструдируется через экструзионный наконечник, переносимый экструзионной головкой, и наносится в виде последовательности дорожек на подложку в плоскости X-Y. Экструдированный материал для моделирования плавится и затвердевает при падении температуры. Положение экструзионной головки относительно подложки затем увеличивается вдоль оси Z (перпендикулярно плоскости X-Y), и затем процесс повторяется, чтобы сформировать трехмерную модель, напоминающую цифровое представление (например, заявка США US2013224423, дата публикации 29.08.2013г, STRATASYS INC.).
Хотя известные способы послойного изготовления изделий и обеспечивают формирование ЗБ-объектов, однако существуют ограничения, связанные с невысокой прочностью изделий по вертикали, сравнимую с прочностью изделия в горизонтальной плоскости, т.к. связывание полимера между слоев хуже, чем внутри слоя. Для решения этой проблемы были созданы аддитивные технологии, в которых материалы наносятся на цилиндрические рабочие (приемные) поверхности.
Так, известен ЗО-принтер, содержащий приемную цилиндрическую поверхность, вращающуюся вокруг своей оси, аппликатор, выполненный с возможностью нанесения материала на эту поверхность, причем аппликатор и приемная цилиндрическая поверхность смещаются относительно друг друга в направлении, поперечном оси вращения. Контроллер, являющийся частью ЗО-принтера, принимает программу производства объекта, причем инструкции представлены в виде множества линейных (или угловых) перемещений по каждой из осей ЗО-принтера. При этом контроллер координирует вращение приемной цилиндрической поверхности, смещение аппликатора относительно неё и нанесение материала аппликатором, одновременное перемещение по которым печатающей головки и производимого объекта приводит к формированию пространственных (изогнутых) слоев материала. Последовательное нанесение 3D- принтером таких слоев различной формы приводит к образованию объекта (заявка США US2012165969 А1, дата публикации 28.06.2012г., Zydex Pty Ltd.).
Способ изготовления изделий в соответствии с известным аналогом заключается в определении по 3D- модели объекта программы его производства для устройства, причем эта программа содержит множество изогнутых слоев материала, которые должны последовательно наноситься устройством. Данная программа передается в устройство для печати, которое производит нанесение материала на приемную цилиндрическую поверхность плоскими слоями.
К недостаткам технологии Zydex Pty Ltd. можно отнести высокую трудоемкость производства объектов и ограничения по форме производимых объектов, обусловленную необходимостью печати на заранее изготовленной приемной цилиндрической поверхности, которая становится частью объекта и нуждается в дальнейшей механической обработке или удаляется определенным образом. Хотя печатаемый таким образом объект состоит из изогнутых слоев, он не получает прироста в прочности, так как каждый слой по-прежнему состоит из коротких линий материала.
Известно устройство для изготовления объектов, содержащее приемную цилиндрическую поверхность для приема слоев материала, привод для вращения стержня и печатающую головку для нанесения материала на приемную цилиндрическую поверхность для формирования объекта, при этом приемная цилиндрическая поверхность закреплена в роторном патроне с цангой. Способ изготовления объекта включает нанесение материала печатающей головкой на стержень, вращение стержня, перемещение печатающей головки в направлении, параллельном продольной оси стержня и последующее удаление цилиндрической рабочей поверхности после изготовления объекта (заявка США US2016096323 А1, дата публикации 07.04.2016г., Tyco Electronics Corp.).
Недостатком известного устройства и способа изготовления объектов Tyco Electronics Corp. является отсутствие возможности изготовить рабочий стержень с помощью печатающей головки, поскольку используется только готовый стержень, что приводит к необходимости последующей дополнительной обработки уже изготовленных изделий. Хотя описанный способ изготовления и получает прочные слои, после производства изделия требуют механической обработки концов рабочего стержня, которые выступают за границы изделия (см. фиг. 1). Это повышает трудоемкость производства объектов и вносит ограничения по их форме.
Известен способ изготовления объектов, включающий управление контроллером механизмом вращения приемной цилиндрической поверхности, закрепленной в пределах, по меньшей мере, двух опор, формирование слоев множеством эжекторов, расположенных в каждой из, по меньшей мере, двух печатающих головок, снабженных разными материалами на вращающейся приемной цилиндрической поверхности, работу контроллера, по меньшей мере, с одним исполнительным механизмом, функционально связанным с, по меньшей мере, двумя печатающими головками и устройством отверждения, обеспечивающим перемещение каждой из печатающих головок и устройства отверждения независимо друг от друга в направлении, параллельном оси вращения цилиндрической рабочей поверхности, чтобы обеспечить формирование и отверждение слоев на вращающейся цилиндрической рабочей поверхности (заявка США US2018244033 А1, дата публикации 30.08.2018г., Xerox Corp.).
Недостатком описанного способа изготовления трехмерных объектов Xerox Corp. является высокая трудоемкость производства объектов и ограничения по форме производимых объектов, обусловленная необходимостью печати на заранее изготовленной приемной цилиндрической поверхности, которая или становится частью объекта и нуждается в дальнейшей механической обработке или удаляется определенным образом. При этом производимый объект должен быть обязательно больше по толщине и меньше по длине, чем цилиндрическая рабочая поверхность. При этом способ предполагает производство изделий только цилиндрической формы (тел вращения), что ограничивает номенклатуру производимых объектов.
Известен ЗО-принтер, содержащий рабочую поверхность для печати, выполненную с возможностью вращения вокруг своей оси, печатающую головку, расположенную рядом с рабочей поверхностью и направленную перпендикулярно к ней, причем печатающая головка выполнена с возможностью нанесения материала, используемого для изготовления объекта, по меньшей мере, на часть рабочей поверхности, или нагреваемого элемента, размещенного, по меньшей мере, на части рабочей поверхности, и основание, расположенное рядом с печатающей головкой и контактирующее с поверхностью печати, причем основание выполнено с возможностью перемещения в прямом, обратном и боковом направлениях относительно печатающей головки (заявка США US20160318247 А1, дата публикации 03.11.2016г., Warsaw Orthopedic Inc.).
Недостатком описанного ЗО-принтера Warsaw Orthopedic Inc., являются ограничения по форме производимых объектов, обусловленные необходимостью печати на заранее изготовленной поверхности, которая должна быть удалена в последствии, при этом велика вероятность повреждения напечатанного объекта. Warsaw Orthopedic Inc. не рассматривает возможность создания геометрически сложных объектов.
Известно устройство аддитивного производства («токарный станок») и реализуемый им способ формирования объектов по цилиндрическим координатам (R, Theta (тета), Z). Известное устройство содержит заготовку из круглого в сечении стержня, печатающую головку, экструдер, моторную установку, имеющую шаговый двигатель, который управляет вращением заготовки вокруг оси тета, второй шаговый двигатель, управляющий перемещением экструдера в направлении оси Z и третий шаговый двигатель, контролирующий перемещение экструдера вдоль заготовки по радиальной оси во время вращения заготовки вокруг оси тета (заявка США US2018297280 А1, дата публикации 18.10.2018г., Elizabeth Silvestro).
Известное устройство Elizabeth Silvestro реализует способ аддитивного производства, включающий размещение заготовки в виде круглого стержня в моторной установке, имеющей шаговый двигатель с тета-осью, который управляет вращением заготовки вокруг тета-оси, нанесение материала экструдером на заготовку под управлением шагового двигателя оси z и, по меньшей мере, одного шагового двигателя радиальной оси, которые вместе управляют движением экструдера в направлении оси z и направлении радиальной оси вдоль заготовки, когда заготовка вращается шаговым устройством тета-оси, а также управление работой шагового двигателя оси тета, шагового двигателя оси z и, по меньшей мере, одного шагового двигателя радиальной оси для нанесения материала экструдером на заготовку по модели объекта, предоставленной в цилиндрических координатах. Недостатком известных устройства и способа является необходимость в последующей обработке произведенных изделий, поскольку используется только готовый стержень-заготовка, который выступает за края изделия, отсутствует возможность изготовить стержень с помощью печатающей головки. Хотя описанный способ изготовления и получает прочные слои, после производства изделия требуют механической обработки концов рабочего стержня, которые выступают за границы изделия.
В качестве ближайшего аналога для заявляемой группы изобретений выбрано устройство для аддитивной печати трехмерных объектов и реализуемый им способ формирования объектов. Устройство содержит печатающую головку для для экструдирования первого материала, резервуар с жидким или гранулированным вторым материалом и плоскую приёмную поверхность, установленную в резервуаре, причём печатающая головка и плоская приёмная поверхность могут быть закреплены на манипуляторах с возможностью перемещения по трём линейным координатам и совершения угловых перемещений вокруг одной, двух или трёх осей. Манипулятор содержит плоскую приемную поверхность, одну или более телескопические секции и соединенные с секциями поворотные соединения, на которых установлена приемная поверхность (международная заявка WO 2016019435 А1, дата публикации 11.02.2016г., LAING O’ROURKE AUSTRALIA PTY LIMITED).
Ближайший аналог реализует способ аддитивного производства, включающий нанесение нитей материала кольцами, а не спиралями (не навиваются). Изделие выращивается непосредственно на плоской приёмной поверхности, в результате чего возникает риск отрыва изделия от приёмной поверхности в процессе печати по плоскости раздела между ними.
К недостаткам ближайшего аналога можно отнести невысокую прочность изготавливаемых изделий и то, что этапы печати трехмерного объекта, включая печать пространственных слоёв с вращением плоской приёмной поверхности, происходят в среде вспомогательного материала («второго материала»), что повышает трудоёмкость производства и ограничивает объем рабочей зоны.
Необходимость в усовершенствованных 3D-npnHTepax и способах трехмерной печати является общепризнанной. В частности, есть необходимость устранения следующих недостатков: использование поддерживающей оснастки, низкая прочность изделий и точность их изготовления, необходимость постобработки напечатанных изделий - удаления оснастки, выходящей за границы контуров изделий (см. фиг. 1), что делает такие объекты непригодными для серийного производства и конечного использования.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается заявляемой группой изобретений, является создание функциональных изделий методом аддитивного производства на печатающем устройстве (ЗО-принтере), в частности печати изделий криволинейными слоями, которая ведется на приемную поверхность, которая может быть готовым стержнем (цилиндрической поверхностью) или готовым сердечником, который становится частью конечного изделия, или готовым самовоспроизводимым сердечником, который становится частью конечного изделия, без снижения качества готовых изделий и без дополнительной финишной обработки.
Технический результат изобретения заключается в повышении прочности получаемых изделий, не требующих дополнительной обработки.
Технический результат достигается тем, что способ аддитивного производства трехмерных объектов, включающий стадии, на которых а) создают цифровую трехмерную модель указанного объекта, разбивают модель на сердечник изделия и тело изделия, послойно разделяют их на плоские и криволинейные слои соответственно и готовят данные построения; Ь) после этого направляют данные построения в управляющее устройство; с) настраивают положение изделия относительно приемной поверхности (10); d) подают материал, который необходим для этого процесса; е) определяют нулевые координаты положения печатающей головки (2) по оси X, устройства перемещения (13) по оси Z и второго конструктивного элемента (12) вокруг оси X узла (9) для размещения приемной поверхности (10); f) приводят приемную поверхность (10) в горизонтальное положение, согласно изобретению g) на приемной поверхности изготавливают первую часть подложки (26), огибающую боковую поверхность приемной поверхности (10); h) меняют положение приемной поверхности (10) на вертикальное; i) изготавливают вторую часть подложки (27) на первой части подложки (26); j) изготавливают сердечник (28) на второй части подложки (27); к) меняют положение приемной поверхности (10) на горизонтальное; 1) изготавливают тело изделия (30), нанося материал на сердечник (28) криволинейными слоями.
Технический результат достигается также тем, что устройство (1) аддитивного производства трехмерных объектов содержит, по меньшей мере, одну печатающую головку (2) для подачи материала, выполненную с возможностью перемещения по оси X и/или по оси Y; по меньшей мере, одну направляющую (6) для перемещения печатающей головки (2) по оси X; по меньшей мере, две направляющие (7, 8) для перемещения печатающей головки (2) по оси Y, выполненные с возможностью расположения по разные стороны от печатающей головки (2) поперек, по меньшей мере, одной направляющей (6) для перемещения печатающей головки (2) по оси X; узел (9), предназначенный для размещения приемной поверхности (10) и приемную поверхность (10) для приема материала, подаваемого из печатающей головки (2); при этом узел (9) для размещения приемной поверхности (10) содержит первый конструктивный элемент 12 и снабжен устройством перемещения (13) по оси Z, перпендикулярной плоскости X-Y; причем первый конструктивный элемент (12) выполнен с возможностью вращения вокруг оси X; а приемная поверхность (10) установлена на первом конструктивном элементе (12) с возможностью вращения вокруг оси Z, согласно изобретению устройство (1) дополнительно содержит, по меньшей мере, один двигатель (3) для подачи материала; по меньшей мере, два двигателя (4, 5) для перемещения печатающей головки (2), при этом узел (9) для размещения приемной поверхности (10) дополнительно содержит, по меньшей мере, второй конструктивный элемент (11) с одной стороны закрепленный на устройстве перемещения (13), а с противоположной стороны подвижно соединенный с первым конструктивным элементом (12), по меньшей мере, один двигатель (14) для перемещения по оси Z, по меньшей мере, две направляющие (15, 16) для перемещения по оси Z, по меньшей мере, один двигатель (17) для вращения первого конструктивного элемента (12) вокруг оси X и, по меньшей мере, один двигатель (18) для вращения приемной поверхности (10) вокруг оси Z, а приемная поверхность (10) имеет цилиндрическую форму.
В другом частном случае приемная поверхность (10) может быть установлена с возможностью съема.
В другом частном случае приемная поверхность (10) может быть установлена в захватном устройстве (19).
В другом частном случае устройство (1) может содержать катушку (20) расходного материала.
В другом частном случае устройство (1) может содержать блок подогрева (21) рабочего объема устройства (1).
В другом частном случае двигатель (17) может быть установлен на втором конструктивном элементе (11).
В другом частном случае второй конструктивный элемент (11) может содержать шкив (22), соединенный с двигателем (17) с помощью кольцевого ремня (23). В другом частном случае шкив (22) может быть соединен с первым конструктивным элементом (12).
В другом частном случае двигатель (18) может быть установлен на первом конструктивном элементе (12).
В другом частном случае первый конструктивный элемент (12) может содержать шкив (24), соединенный с двигателем (18) с помощью кольцевого ремня (25).
В другом частном случае, по меньшей мере, один двигатель (3) может быть установлен на печатающей головке (2).
Настоящая группа изобретений поясняется чертежами (фиг. 1-12), однако примеры реализации способа аддитивного производства изделий и устройства для его осуществления, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата. При этом приведенные примеры выполнения заявленной группы изобретений не ограничивают возможностей ее осуществления и не являются исчерпывающими.
На чертежах показаны:
На фиг. 1 - изготовленные (напечатанные) изделия: а) - в соответствии с заявленным изобретением; Ь) и с) - изделия, изготовленные по технологиям- аналогам.
На фиг. 2 - вид спереди на ЗО-принтер.
На фиг. 3 - вид спереди на ЗО-принтер без стенок корпуса.
На фиг. 4 и 5 - узел (9) с различными положениями приемной поверхности (10).
На фиг. 6-11 - стадии производства изделия по заявляемому способу на заявленном устройстве.
На фиг. 12 - блок-схема реализации заявленного способа изготовления объектов. Позициями на фигурах обозначены:
1 заявляемое устройство аддитивного производства трехмерных объектов,
2 печатающая головка,
3 двигатель для подачи материала,
4 двигатель для перемещения печатающей головки (2),
5 двигатель для перемещения печатающей головки (2),
6 направляющая для перемещения печатающей головки (2) по оси X,
7 направляющая для перемещения печатающей головки (2) по оси Y, 8 направляющая для перемещения печатающей головки (2) по оси Y,
9 узел для размещения приемной поверхности (10) цилиндрической формы,
10 приемная поверхность цилиндрической формы,
11 второй конструктивный элемент узла (9),
12 первый конструктивный элемент узла (9),
13 устройство перемещения узла (9) по оси Z,
14 двигатель устройства перемещения (13) по оси Z,
15 направляющая для перемещения устройства перемещения (13),
16 направляющая для перемещения устройства перемещения (13),
17 двигатель элемента (12),
18 двигатель приемной поверхности (10),
19 захватное устройство,
20 катушка с расходным материалом,
21 блок подогрева рабочего объема устройства (1),
22 шкив элемента (11),
23 кольцевой ремень шкива (22),
24 шкив элемента (12),
25 кольцевой ремень шкива (24),
26 первая часть подложки,
27 вторая часть подложки,
28 сердечник,
29 тело изделия.
Согласно изобретению устройство 1 (ЗО-принтер) служит для построения материальных объемных изделий методом аддитивного производства. ЗО-принтер в одном из конкретных вариантов выполнения содержит расположенные в корпусе (фиг. 2) печатающую головку 2 для подачи термопластичного материала, которая выполняется с возможностью перемещения по оси X и/или по оси Y (в т.ч. с возможностью перемещения в плоскости Х-Y). Устройство 1 содержит два двигателя 3 для подачи материала, которые установлены на печатающей головке 2. Устройство также содержит два двигателя 4 и 5 для перемещения головки 2, а также одну направляющую 6 для перемещения печатающей головки 2 по оси X и двумя направляющими 7 и 8 для перемещения печатающей головки 2 по оси Y (фиг. 2 и 3). Направляющие 7 и 8 расположены по разные стороны от печатающей головки 2 поперек направляющей 6 (фиг. 3).
Заявляемое устройство 1 содержит приемную поверхность 10 для приема (навивки, наложения) материала, подаваемого из печатающей головки 2 (фиг. 2-11). В частном случае изобретения приемная поверхность 10 выполнена цилиндрической. В качестве приемной поверхности 10 может быть использован, например, стержень. Приемная поверхность размещается в узле 9 для размещения приемной поверхности 10 (фиг. 2-5). Узел 9 выполнен в виде первого и второго соединенных конструктивных элементов 12 и 1 Соответственно и снабжен устройством перемещения 13 по оси Z, перпендикулярной плоскости X-Y. Приемная поверхность 10 установлена на первом конструктивном элементе 12 с возможностью вращения вокруг оси Z и с возможностью съема, например, в захватном устройстве 19, которое может быть выполнено в виде цангового зажима. При этом элемент 12 может быть выполнен, например, в виде качели, а устройство перемещения 13 - в виде каретки. Узел 9 содержит двигатель 14 и две направляющие 15 и 16 для перемещения его по оси Z (фиг. 3).
Второй конструктивный элемент 11 закреплен на устройстве перемещения 13, и подвижно соединен с первым конструктивным элементом 12 (фиг. 4 и 5).
Первый конструктивный элемент 12 выполнен с возможностью вращения вокруг оси X с помощь установленного на втором конструктивном элементе 11 двигателя 17.
Приемная поверхность 10 выполнена с возможностью вращения вокруг оси Z с помощью двигателя 18.
Второй конструктивный элемент 11 содержит шкив 22, который соединен с двигателем 17 с помощью кольцевого ремня 23. Первый конструктивный элемент 12 содержит шкив 24, соединенный с двигателем 18 с помощью кольцевого ремня 25 (фиг. 4 и 5).
Заявляемый ЗО-принтер содержит катушку 20 с расходным термопластичным материалом. При этом катушка 20 с расходным материалом может располагаться как внутри, так и за пределами корпуса устройства 1 принтера (фиг. 2).
Заявляемый ЗО-принтер содержит блок подогрева 21 рабочего объема устройства 1 (фиг. 3) и контроллер 29 для управления перемещением печатающей головки 2.
Повышение прочности получаемых изделий и отсутствие дополнительной обработки достигается за счет того, что заявляемое устройство за счет перемещения печатающей головки 2 по оси X и по оси Y и перемещения узла 9 размещения приемной поверхности 10 по оси Z, обеспечивает возможность печати сердечника изделия, по форме повторяющего контуры изделия; за счет вращения вокруг оси X обеспечивается автоматический переход от печати сердечника изделия к печати тела изделия; за счет перемещения печатающей головки 2 по оси Y, узла 9 по оси Z и вращения приемной поверхности 10 вокруг оси Z обеспечивает печать криволинейных слоев тела изделия, что позволяет производить прочные изделия без дополнительной обработки. Повышение прочности получаемых изделий и отсутствие дополнительной обработки достигается за счет того, что в заявляемом способе аддитивного производства трехмерных объектов реализован многоэтапный процесс печати: сердечника изделия, который не выступает за пределы изделия и повторяет его форму, что дает возможность производить изделия без дополнительной обработки; тела изделия, которое изготавливается криволинейными слоями, что повышает прочность изделия.
Заявленный способ реализуется следующим образом (блок-схема производства представлена на фиг. 12).
Перед началом печати на персональном компьютере с помощью графического программного обеспечения, например, Компас 3D, Autodesk Inventor, Autodesk Fusion 360, SolidWorks, Blender, 3ds Max, Google SketchUp формируют цифровую трехмерную модель изготавливаемого объекта, которая должна соответствовать по размерам параметрам принтера, разбивают модель на, послойно разделяют их на плоские и криволинейные слои соответственно и готовят данные построения
После этого сформированную модель загружают в программное обеспечение (ПО) подготовки печати, обеспечивающее разбивку модели на части (сердечник изделия и тело изделия) и послойное разделение этих частей на плоские и криволинейные слои соответственно, при этом слой образуется как результат пересечения поверхности, (например, цилиндрической поверхности) с моделью изделия, при этом каждый последующий слой отличается от предыдущего на толщину слоя (для поверхностей вращения - расстояние между образующей и осью вращения, для поверхностей переноса - смещение вдоль вектора построения), подготовку и генерацию данных построения (кода последовательности перемещений), после чего направляют данные построения в управляющее устройство. Далее настраивают положение изделия относительно приемной поверхности 10 принтера, выбирают тип секущей поверхности. Секущей поверхностью может быть любая кинематическая поверхность (линейчатые, нелинейчатые, вращательные, цикловые, винтовые и другие). После в программе задают общие настройки печати: скорость перемещения печатающей головки 2, температуру охлаждения детали посредством управления режимом работы вентилятора охлаждения изделия, параметры, характеризующие расходный материал и т.д. Под каждый материал выбирают температуру нагревателя для расплавления пластика в печатающей головке 2, температуру нагрева рабочей камеры при печати изделия. Далее в программе определяют необходимые параметры и условия печати частей изделия (сердечник 28 изделия и тело 30 изделия) и вспомогательных структур (первой части подложки 26 и второй части подложки 27, поддерживающей оснастки).
Для сердечника 28 изделия определяют его размеры, зависящие от выбранной поверхности сечения, толщину плоского слоя печати, толщину сплошной внешней оболочки, плотность внутреннего заполнения сердечника материалом (от 0 - при изготовлении полых изделий, до 100%), шаблон заполнения. ПО определяет форму сердечника 28 как результат пересечения изделия и выбранной поверхности сечения. При этом, если выбранная поверхность сечения - поверхность вращения (например, цилиндрическая), то боковая поверхность сердечника 28 соответствует выбранной поверхности сечения с заданными размерами сердечника (расстоянием от оси вращения до образующей). Нижнее основание сердечника 28 соответствует нижней поверхности изделия, ограниченной боковой поверхностью сердечника 28, а верхнее основание сердечника 28 соответствует верхней поверхности изделия, ограниченной боковой поверхностью сердечника 28.
Для тела 30 изделия задают толщину криволинейного слоя печати, толщину сплошной внешней оболочки, плотность внутреннего заполнения изделия материалом (от 0 - при изготовлении полых изделий, до 100%), шаблон заполнения и необходимость построения поддерживающей оснастки.
Для первой и второй части подложки 26 и 27 настраивают шаблон заполнения. ПО автоматически генерирует размер первой и второй части подложки 26 и 27 по размерам сердечника 28. Первая часть подложки 26 служит для удержания изделия на приемной поверхности 10. Вторая часть подложки 27 служит начальной плоскостью построения сердечника 28 изделия.
Для поддерживающей оснастки задают плотность и шаблон заполнения. Она может быть построена из такого же материала, как и само изделие с использованием одного сопла печатающей головки. Поддерживающая оснастка может быть выполнена из другого материала с использованием второго сопла. При этом ПО автоматически генерирует поддерживающую оснастку с зазором относительно печатаемого изделия для обеспечения ее легкого удаления с поверхности готового изделия. Далее, программное обеспечение подготавливает данные построения, представленные в виде компьютерного языка команд, например, g-code. По каждому плоскому и криволинейному слою ПО определяет внешний контур, затем производит его заполнение исходя из выбранного пользователем процента и шаблона заполнения. После прохода по всей модели, производит построение поддерживающих структур и далее экспортирует данные построения в готовый файл.
После подготовки данных построения устанавливают соединение с принтером. Проверяют работоспособность всех механических узлов принтера, наличие установленных расходных материалов. После чего загружают подготовленное задание через сетевой интерфейс или переносной носитель.
По окончанию всех подготовок запускают печать (фиг. 6). Контроллер управляет перемещением печатающей головки 2, устройством перемещения 13 узла 9 по оси Z с помощью сигналов, подаваемых на двигатели 3, 4, 5, 14, 17 и 18. После запуска печати контроллер принтера разогревает сопло печатающей головки 2 и рабочую камеру до заданных температур, подают материал, совершает поиск и определение нулевых координат положения печатающей головки 2 по осям X и Y, устройства перемещения 13 по оси Z первого конструктивного элемента 12 вокруг оси X и далее запускает сам процесс печати изделия на приемной поверхности 10.
С помощью узла 9 приводят приемную цилиндрическую поверхность 10 в горизонтальное положение (ось цилиндрической поверхности располагается в плоскости, параллельной плоскости X-Y) - фиг. 6. Устройство перемещения 13 по оси Z поднимает узел 9 до расстояния толщины слоя между поверхностью 10 и соплом печатающей головки 2. Контроллер запускает блок программы производства первой части подложки 26. На приемной цилиндрической поверхности 10 изготавливают первую часть подложки 26, огибающую боковую поверхность приемной поверхности (10). Основание первой части подложки 26 может выходить за границы приемной поверхности 10 и располагаться вдоль ее торца (фиг. 7).
После контроллер запускает блок программы смены положения приемной поверхности 10 и дает сигнал устройству перемещения 13 по оси Z опуститься во избежание столкновения с печатающей головкой 2, а узлу 9 изменить положение поверхности 10 на вертикальное (ось стержня располагается в плоскости, параллельной плоскости X-Z) - Фиг. 8. После запускается блок программы изготовления второй части подложки 27, которую изготавливают на первой части подложки 26 (на основании первой части подложки 26).
Затем контроллер производит печать сердечника 28 изделия плоскими слоями на поверхности второй части подложки 27 (фиг. 9). Далее снова запускается блок программы смены положения, и узел 9 располагает поверхность 10 горизонтально (ось стержня располагается в плоскости, параллельной плоскости X-Y). Устройство перемещения 13 по оси Z поднимается с узлом 9 до расстояния толщины слоя между поверхностью сердечника 28 и соплом печатающей головки 2.
Контроллер запускает блок программы производства поддерживающей оснастки, если в конкретном изделии она требуется, а затем блок программы производства тела 30 изделия (фиг. 10 и 11). Тело изделия 30 изготавливают, нанося материал на сердечник 28 криволинейными слоями.
И тело 30 изделия, и поддерживающая оснастка изготавливается послойно криволинейными слоями, которые повышают прочность производимого изделия (навивка). Следующий слой наносится на предыдущий слой за слоем до окончания построения изделия.
В слое может быть одна и более частей. Каждая часть включает один и более внешних контуров, периметров, сплошных областей, областей заполнения.
Часть слоя (layer part) - отдельная область внутри слоя, которая не касается других частей.
Внешний контур (outline) - непечатаемое пересечение модели и секущей поверхности.
Периметр (insets) - печатаемая стенка контура, образующая форму изделия.
Сплошные области (skins) - печатаемые поверхности со 100% заполнением, образующие форму изделия.
Области заполнения (infill areas) - печатаемые поверхности с заданным заполнением, образующие внутреннюю структуру изделия.
Количество стенок можно настраивать в программе подготовки печати и устанавливать значение от 0 (отсутствие стенок) и более. Для заполнения можно настроить плотность заполнения, угол заполнения и шаблон заполнения, перекрытие заполнения (на сколько начало и окончание линий заполнения пересекает внутреннюю периметр контура).
Плотность заполнения можно настраивать в программе подготовки печати и устанавливать значение от 0 (отсутствие заполнения) до 100% (полнотелое заполнение). При этом плотность заполнения обеспечивается количеством линий заполнения, наносимых внутри контура.
Угол заполнения устанавливает угол между линией заполнения и осью ординат системы координат поверхности слоя. Угол заполнения можно установить от 0 до 90 градусов. При этом значение угла заполнения можно варьировать от слоя к слою, чередуя установленное значение угла заполнения со значением, повернутым на заданный угол (по умолчанию равный 90 градусов), для образования сетчатой структуры. По умолчанию, значение угла заполнения принято 45 градусов.
Способ предполагает криволинейные и плоские шаблоны заполнения для производства разных частей изделия и вспомогательных структур. Криволинейные шаблоны заполнения используются для производства первой части 26 подложки, поддерживающих структур и тела 30 изделия.
Способ использует три варианта криволинейного шаблона заполнения. Вариант заполнения «намотка» характеризует неразрывность подачи материала, когда все заполнение образует единая линия заполнения. Заполнение «навивка» использует винтовую линию заполнения. Эти способы используются для заполнения слоев, образованных поверхностями вращения. Вариант линии, идущей по поверхности, используется в общем случае для заполнения слоев по любым поверхностям.
Криволинейный шаблон заполнения устанавливает вид линии заполнения. По умолчанию, линия заполнения представляет собой линию на поверхности криволинейного слоя, идущую от нижней поверхности изделия к верхней поверхности изделия. Форма линии зависит от шаблона заполнения и может быть криволинейной, зигзагообразной или любой другой.
Плоские шаблоны заполнения используются для производства второй 27 части подложки и сердечника 28 изделия. Плоские шаблоны заполнения используются такие же, как и при обычной ЗО-печати, известные из уровня техники.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ аддитивного производства трехмерных объектов, включающий стадии, на которых
a) создают цифровую трехмерную модель указанного объекта, разбивают модель на сердечник изделия и тело изделия, послойно разделяют их на плоские и криволинейные слои соответственно и готовят данные построения;
B) после этого направляют данные построения в управляющее устройство;
c) настраивают положение изделия относительно приемной поверхности (10);
d) подают материал, который необходим для этого процесса;
e) определяют нулевые координаты положения печатающей головки (2) по оси X, устройства перемещения (13) по оси Z и второго конструктивного элемента (12) вокруг оси X узла (9) для размещения приемной поверхности (10);
f) приводят приемную поверхность (10) в горизонтальное положение,
отличающийся тем, что
g) на приемной поверхности изготавливают первую часть подложки (26), огибающую боковую поверхность приемной поверхности (10);
h) меняют положение приемной поверхности (10) на вертикальное;
i) изготавливают вторую часть подложки (27) на первой части подложки (26);
j) изготавливают сердечник (28) на второй части подложки (27);
k) меняют положение приемной поверхности (10) на горизонтальное;
l) изготавливают тело изделия (30), нанося материал на сердечник (28) криволинейными слоями.
2. Устройство (1) аддитивного производства трехмерных объектов, содержащее
- по меньшей мере, одну печатающую головку (2) для подачи материала, выполненную с возможностью перемещения по оси X и/или по оси Y;
- по меньшей мере, одну направляющую (6) для перемещения печатающей головки (2) по оси X;
- по меньшей мере, две направляющие (7, 8) для перемещения печатающей головки (2) по оси Y, выполненные с возможностью расположения по разные стороны от печатающей головки (2) поперек, по меньшей мере, одной направляющей (6) для перемещения печатающей головки (2) по оси X;
- узел (9), предназначенный для размещения приемной поверхности (10) и приемную поверхность (10) для приема материала, подаваемого из печатающей головки
(2), при этом узел (9) для размещения приемной поверхности (10) содержит первый конструктивный элемент 12 и снабжен устройством перемещения (13) по оси Z, перпендикулярной плоскости X-Y, причем первый конструктивный элемент (12) выполнен с возможностью вращения вокруг оси X, а приемная поверхность (10) установлена на первом конструктивном элементе (12) с возможностью вращения вокруг оси Z, отличающееся тем, что устройство (1) дополнительно содержит, по меньшей мере, один двигатель (3) для подачи материала, по меньшей мере, два двигателя (4, 5) для перемещения печатающей головки (2), при этом узел (9) для размещения приемной поверхности (10) дополнительно содержит, по меньшей мере, второй конструктивный элемент (11) с одной стороны закрепленный на устройстве перемещения (13), а с противоположной стороны подвижно соединенный с первым конструктивным элементом (12), по меньшей мере, один двигатель (14) для перемещения по оси Z, по меньшей мере, две направляющие (15, 16) для перемещения по оси Z, по меньшей мере, один двигатель (17) для вращения первого конструктивного элемента (12) вокруг оси X и, по меньшей мере, один двигатель (18) для вращения приемной поверхности (10) вокруг оси Z, а приемная поверхность (10) имеет цилиндрическую форму.
3. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что приемная поверхность (10) установлена с возможностью съема.
4. Устройство (1) по п. 3 и 4, отличающееся тем, что приемная поверхность (10) установлена в захватном устройстве (19).
5. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что содержит катушку (20) расходного материала.
6. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что содержит блок подогрева (21) рабочего объема устройства (1).
7. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что двигатель (17) установлен на втором конструктивном элементе (11).
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй конструктивный элемент (11) содержит шкив (22), соединенный с двигателем (17) с помощью кольцевого ремня (23).
9. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что шкив (22) соединен с первым конструктивным элементом (12).
10. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что двигатель (18) установлен на первом конструктивном элементе (12).
11. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что первый конструктивный элемент (12) содержит шкив (24), соединенный с двигателем (18) с помощью кольцевого ремня (25).
12. Устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один двигатель (3) установлен на печатающей головке (2).
PCT/RU2020/050006 2019-03-11 2020-01-24 Пособ и устройство изготовления изделий с помощью аддититвных ехнологий Ceased WO2020185122A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/436,051 US20220168962A1 (en) 2019-03-11 2020-01-24 Method and device for producing articles by additive manufacturing
EP20768937.3A EP3939773B1 (en) 2019-03-11 2020-01-24 Method and device for producing parts by additive manufacturing
CN202080020550.3A CN113557123B (zh) 2019-03-11 2020-01-24 一种通过增材制造生产零件的方法和设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018144131 2019-03-11
RU2018144131A RU2717274C1 (ru) 2019-03-11 2019-03-11 Способ изготовления изделий с помощью аддитивных технологий и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020185122A1 true WO2020185122A1 (ru) 2020-09-17

Family

ID=69898865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/050006 Ceased WO2020185122A1 (ru) 2019-03-11 2020-01-24 Пособ и устройство изготовления изделий с помощью аддититвных ехнологий

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220168962A1 (ru)
EP (1) EP3939773B1 (ru)
CN (1) CN113557123B (ru)
RU (1) RU2717274C1 (ru)
WO (1) WO2020185122A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023146547A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Assistance structure for additive manufacturing
CN115648627B (zh) * 2022-10-09 2025-11-18 苏州海明包装科技有限公司 一种提高产品良率的3d打印后处理装置及工艺
EP4501591A1 (en) * 2023-08-03 2025-02-05 Technische Universität Berlin A rotary multi-axial additive manufacturing apparatus
WO2025155540A1 (en) * 2024-01-19 2025-07-24 3D Systems, Inc. Flow rate control in extrusion deposition process
FR3163012A1 (fr) * 2024-06-11 2025-12-12 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Dispositif de fabrication additive d’objets tridimensionnels

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120165969A1 (en) 2009-07-29 2012-06-28 Zydex Pty Ltd 3d printing on a rotating cylindrical surface
US20130224423A1 (en) 2010-09-17 2013-08-29 Stratasys, Inc. Additive manufacturing method for building three-dimensional objects with core-shell arrangements, and three-dimensional objects thereof
WO2016019435A1 (en) 2014-08-05 2016-02-11 Laing O'rourke Australia Pty Limited Apparatus for fabricating an object
WO2016030782A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Tyco Electronics (Shanghai) Co. Ltd 3d printing system
US20160067928A1 (en) * 2013-03-22 2016-03-10 Markforged, Inc. Multilayer fiber reinforcement design for 3d printing
US20160096323A1 (en) 2014-10-03 2016-04-07 Tyco Electronics Corporation Apparatus and method for rotary three-dimensional printing
US20160318247A1 (en) 2015-04-28 2016-11-03 Warsaw Orthopedic, Inc. 3d printing devices and methods
US20180244033A1 (en) 2016-02-23 2018-08-30 Xerox Corporation Method for building three-dimensional cylindrical objects
US20180297280A1 (en) 2017-04-14 2018-10-18 Elizabeth Silvestro Additive lathe that prints in cylindrical coordinates
RU186514U1 (ru) * 2018-07-17 2019-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "ВОПЛОЩЕНИЕ" 3d дельта-принтер

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2671706A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-11 Ivoclar Vivadent AG Verfahren zum Aufbau eines Formkörpers
FR2994113B1 (fr) * 2012-07-31 2017-10-06 Michelin & Cie Machine et procede pour la fabrication additive a base de poudre
SG2013056346A (en) * 2013-06-25 2015-01-29 Cal Comp Prec Singapore Ltd Three-dimensional printing apparatus and printing method thereof
ITMI20131174A1 (it) * 2013-07-12 2015-01-13 Giovanni Grieco Dispositivo a controllo numerico per la realizzazione di oggetti tridimensionali.
US20150102531A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-16 Global Filtration Systems, A Dba Of Gulf Filtration Systems Inc. Apparatus and method for forming three-dimensional objects using a curved build platform
US9808991B2 (en) * 2014-07-29 2017-11-07 Cc3D Llc. Method and apparatus for additive mechanical growth of tubular structures
CN105618753A (zh) * 2016-03-03 2016-06-01 中研智能装备有限公司 一种轧辊等离子3d打印再制造设备及再制造方法
US10239157B2 (en) * 2016-04-06 2019-03-26 General Electric Company Additive machine utilizing rotational build surface
CN205871201U (zh) * 2016-06-28 2017-01-11 杭州铭展网络科技有限公司 一种用于圆筒壁成型的3d打印机
CN106003728A (zh) * 2016-06-28 2016-10-12 杭州铭展网络科技有限公司 用于圆筒壁成型的3d打印机
JP2018001494A (ja) * 2016-06-29 2018-01-11 ローランドディー．ジー．株式会社 三次元造形装置および造形データ作成装置
US10214002B2 (en) * 2016-09-30 2019-02-26 Xyzprinting, Inc. Three dimensional printing apparatus and three dimensional printing method thereof
US10710302B2 (en) * 2016-11-02 2020-07-14 R3 Printing, Inc. System and method for automated successive three-dimensional printing
CN206230889U (zh) * 2016-12-09 2017-06-09 武汉市贝恩三维科技有限公司 一种可连续打印多个平台的物体的打印机
US20180296343A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-18 Warsaw Orthopedic, Inc. 3-d printing of porous implants
WO2018194659A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printer service station
US11660196B2 (en) * 2017-04-21 2023-05-30 Warsaw Orthopedic, Inc. 3-D printing of bone grafts
US20180345600A1 (en) * 2017-05-31 2018-12-06 General Electric Company Method for real-time simultaneous additive and subtractive manufacturing with a dynamically grown build wall
US10703044B2 (en) * 2017-07-27 2020-07-07 Robert Bosch Tool Corporation Removable build plate with evenly heated build surface of 3D printer
CN108189395A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 宁波高新区方元三维科技有限公司 一种可调节角度的3d打印机
CN108773066B (zh) * 2018-05-22 2020-10-23 苏州南师大科技园投资管理有限公司 一种电场驱动熔融喷射沉积3d打印机

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120165969A1 (en) 2009-07-29 2012-06-28 Zydex Pty Ltd 3d printing on a rotating cylindrical surface
US20130224423A1 (en) 2010-09-17 2013-08-29 Stratasys, Inc. Additive manufacturing method for building three-dimensional objects with core-shell arrangements, and three-dimensional objects thereof
US20160067928A1 (en) * 2013-03-22 2016-03-10 Markforged, Inc. Multilayer fiber reinforcement design for 3d printing
WO2016019435A1 (en) 2014-08-05 2016-02-11 Laing O'rourke Australia Pty Limited Apparatus for fabricating an object
WO2016030782A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Tyco Electronics (Shanghai) Co. Ltd 3d printing system
US20160096323A1 (en) 2014-10-03 2016-04-07 Tyco Electronics Corporation Apparatus and method for rotary three-dimensional printing
US20160318247A1 (en) 2015-04-28 2016-11-03 Warsaw Orthopedic, Inc. 3d printing devices and methods
US20180244033A1 (en) 2016-02-23 2018-08-30 Xerox Corporation Method for building three-dimensional cylindrical objects
US20180297280A1 (en) 2017-04-14 2018-10-18 Elizabeth Silvestro Additive lathe that prints in cylindrical coordinates
RU186514U1 (ru) * 2018-07-17 2019-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "ВОПЛОЩЕНИЕ" 3d дельта-принтер

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3939773A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3939773A1 (en) 2022-01-19
US20220168962A1 (en) 2022-06-02
CN113557123A (zh) 2021-10-26
EP3939773A4 (en) 2022-11-16
CN113557123B (zh) 2024-03-01
RU2717274C1 (ru) 2020-03-19
EP3939773B1 (en) 2025-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2717274C1 (ru) Способ изготовления изделий с помощью аддитивных технологий и устройство для его осуществления
KR101938958B1 (ko) 압출기 일체형 프린트 헤드를 구비하는 다축 3d 프린터
KR101956525B1 (ko) 압출기 일체형 프린트 헤드를 구비하는 다축 3d 프린터
US11220097B2 (en) Apparatus and methods for fabricating components
US10675803B2 (en) Seam concealment for three-dimensional models
EP2523799B1 (en) Method for generating and building support structures with deposition-based digital manufacturing systems
EP3345743B1 (en) Three dimensional printing method and three dimensional printing apparatus
US6405095B1 (en) Rapid prototyping and tooling system
KR20160124554A (ko) 압출기 일체형 프린트 헤드를 구비하는 다축 3d 프린터
CN105965897B (zh) 一种机械臂式3d打印机
KR101575061B1 (ko) 3d 프린터의 노즐 가변수단
DE69918782T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Werkstückes durch Auftragschweissen
US20160067740A1 (en) Three dimensional (3d) printer with a build plate having multi-degree of freedom motion
TW201532794A (zh) 具天然球狀控制功能的３ｄ列印機
TW201529349A (zh) ３ｄ列印頭
CN1207067A (zh) 无模成型方法及其装置
KR20160024452A (ko) 직경이 다른 복수 개의 노즐을 구비한 3d 프린터
WO2016171598A1 (en) A three-dimensional imaging apparatus for modeling a colored three-dimensional object
KR101692141B1 (ko) 삼차원 구조물 제조장치 및 방법
WO2017099645A1 (en) A three-dimensional imaging apparatus having a color mixing channel
EP3656542A1 (en) Three-dimensional printing process
KR20160109099A (ko) 3d 프린팅 장치
US20220111602A1 (en) Fixtures for industrial tooling
CN223013902U (zh) 集成减材加工的增材制造组件、增材制造设备及三维物体
US20250214304A1 (en) Method of concurrently 3d printing extruded parts having dissimilar slice heights

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20768937

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020768937

Country of ref document: EP

Effective date: 20211011