ЭКСТРУДЕР ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ПЕЧАТИ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРАМИ

Полезная модель относится к устройствам укладки дегазированных быстросхватывающихся многокомпонентных материалов экструзионным методом и может быть использована как экструдер для трехмерного принтера при послойном выращивании деталей из быстросхватывающихся многокомпонентных материалов.
Известен способ аддитивной печати [Чепчуров М.С., Любимый Н.С., Четвериков Б.С., Зубенко И.Н., Одобеско И.А. Реализация способа аддитивной печати реактопластами с использованием двухкомпонентной печатной смеси // Additive Fabrication Technology. 2019. 1(1). С. 36-42], в котором описывается экструдер для 3D печати, содержащий корпус, в котором установлен шнек. Корпус имеет впускную воронку и закрепленную матричную пластину. Зазор между витками шнека и корпусом в зоне уплотнения выбирается из условия нулевого расхода экструдируемого материала через кольцевой зазор.
Экструдер позволяет производить экструзию многокомпонентными материалами, однако в устройстве не предусмотрена термоактивация материала.
Также известен экструдер [Пат. РФ на изобретение 2476317 В29С 47/76. / Верл К., Эбботт К., Набави К., Гиббз П.; заявитель и патентообладатель МАРС, Инкорпорейтед (US) - №2010103463/05; заявл. 03.07.2008; опубл. 27.02.2013, бюл. №6], содержащий корпус и шнек, установленный в корпусе для вращения, причем шнек включает витки, а корпус содержит впускную воронку на одном конце для ввода материала, подлежащего экструдированию, около одного конца и матричную пластину с отверстиями для выпуска материала на другом конце. Также корпус содержит канал для впуска воздуха и канал для выпуска воздуха в стенке корпуса, которые отдалены друг от друга вдоль стенки корпуса в его продольном направлении. Выпуск для воздуха соединен с насосом.
Известный экструдер не имеет возможности дегазации экструдируемого материала, а также не предусмотрена возможность термоактивации материала.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту, выбранным в качестве прототипа, является экструдер для укладки дегазированных быстросхватывающихся двухкомпонентных материалов [Пат. РФ на полезную модель 178754 В29С 47/46. / Чепчуров М.С., Любимый Н.С., Евтушенко Е.И., Яковлев Е.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» - №2017144937/12; заявл. 20.12. 2017; опубл. 18.04.2018, бюл. №11]. Экструдер содержит корпус, в котором установлен шнек, включающий витки. Зазор между витками шнека и корпусом обеспечивает необходимую дегазацию материала. Корпус имеет выходное отверстие, а также впускную воронку на одном конце и закрепленную матричную пластину на другом. В качестве впускной воронки используется поворотная гильза.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус, в котором установлен шнек, корпус имеет выходное отверстие, на одном конце корпуса закреплена матричная пластина, а на другом конце корпуса установлена поворотная гильза.
Известный экструдер имеет низкую производительность, так как перед нанесением следующего слоя материала необходимо производить временную выдержку для отверждения предыдущего слоя.
Полезная модель направлена на повышение производительности экструдера за счет технического эффекта, выражающегося в обеспечении термоактивации наносимого слоя.
Это достигается тем, что экструдер для аддитивной печати металлополимерами содержит корпус, в котором установлен шнек. Корпус имеет выходное отверстие. На одном конце корпуса закреплена матричная пластина, на другом конце корпуса установлена поворотная гильза. В предложенном решении на корпусе со стороны выходного отверстия установлена катушка индукционного нагрева. Для контроля температуры на корпусе со стороны выходного отверстия установлен термодатчик.
Полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 представлена схема экструдера для аддитивной печати металлополимерами, на фиг. 2 - общий вид экструдера.
Экструдер состоит из вертикально расположенного корпуса 1, в котором установлен шнек 2. Корпус 1 имеет выходное отверстие 3. На одном конце корпуса 1 со стороны выходного отверстия 3 закреплена матричная пластина 4. На другом конце корпуса 1 установлена поворотная гильза 5. На корпусе 1 со стороны выходного отверстия 3 установлена, например, с помощью высокотемпературного клея катушка индукционного нагрева 6. Корпус 1 имеет крепежные отверстия 7. Для контроля температуры смеси на корпусе 1 со стороны выходного отверстия 3 установлен, например, при помощи резьбового соединения термодатчик 8.
Экструдер для аддитивной печати металлополимерами работает следующим образом.
Корпус 1 закрепляется на механизме перемещения трехмерного принтера (на фиг. не показан) при помощи крепежных отверстий 7. С помощью поворотной гильзы 5 в корпус 1 подаются компоненты смеси, например, Weicon Weidling - С или Cybe mortar. Далее компоненты подвергаются смешиванию за счет вращения витков шнека 2, и, проходя через матричную пластину 4, экструдируются из выходного отверстия 3. Под действием инфракрасного излучения, генерируемого катушкой индукционного нагрева 6, происходит термоактивация экструдируемого из выходного отверстия 3 материала, что обеспечивает его ускоренное отверждение. С целью обеспечения необходимой температуры смеси на корпусе 1 со стороны выходного отверстия 3 устанавливается термодатчик 8.
Предложенное конструктивное решение обеспечивает термоактивацию наносимого слоя материала, приводящую к ускоренному отверждению, что повышает производительность экструдера.