УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОЙ ПОЛИРОВКИ ПЛАСТИКОВЫХ И ПЛАСТМАССОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, НАПЕЧАТАННЫХ НА 3D ПРИНТЕРЕ

Полезная модель «Устройство для бесконтактной полировки пластиковых и пластмассовых изделий, напечатанных на 3D принтере» относится к химико-технологическому оборудованию и представляет собой устройство для жидкостной бесконтактной обработки (шлифовки) пластиковых и пластмассовых изделий.
Полезная модель представляет собой устройство, основной задачей которого выступает бесконтактное шлифование пластиковых и/или пластмассовых изделий, при помощи воздействия на их поверхность нагретых паров ацетона или иного растворителя (специального состава). Корпус изделия при этом может быть изготовлен из любого материала, не вступающего в химическую реакцию с ацетоном и/или иным растворителем (не окисляющийся и не плавящийся), к примеру, из стекла. Внутренние элементы полезной модели (кулеры, провода и т.п.) также изготовлены (подобраны) из любого материала, не вступающего в химическую реакцию с ацетоном и/или иным растворителем (не окисляющиеся и не плавящиеся под воздействием ацетона и/или иного растворителя).
Известны различные технические решения, относящиеся к контактным и бесконтактным шлифовальным машинам и устройствам, в том числе к химико-технологическим устройствам, осуществляющим шлифование различных изделий за счет воздействия паров химических соединений.
Известно «Устройство для жидкостной обработки изделий», состоящее из потребительского блока, выходом соединенного с емкостью для жидкости, средства фильтрации, пневмосистемы с пневмораспределителем, дополнительной емкости для жидкости с обратными клапанами, соединенными со средством фильтрации и входами емкостей подсоединенных к пневмораспределителю, подключенному к пневмосистеме. Цель изобретения - повышение качества обработки за счет непрерывной рециркуляции жидкости (патент РФ на изобретение 2016917, МПК C23G 3/00, публикация 30.07.1994 г.).
Недостатком аналога выступают ограниченные возможности его применения (невозможно использовать для постобработки пластиковых и пластмассовых изделий, напечатанных на 3D принтере). Кроме того рассмотренное изобретение представляет собой сложную конструкцию, требующую значительных финансовых вложений во время эксплуатации. Заявленная полезная модель проще по конструкции и дешевле в изготовлении и использовании.
Также известно устройство «Установка для абразивоструйной обработки», содержащее камеру с перфорированным полом, расположенный под полом лоток с наклонными боковыми стенками, установленную в лотке крышку, средство передвижения крышки и вытяжной вентилятор. Средство передвижения крышки выполнено с возможностью фиксирования крышки в крайнем верхнем положении и перемещения крышки вдоль лотка с обеспечением фиксирования крышки в правом нижнем положении и левом нижнем положении. В крайнем верхнем положении боковые кромки крышки расположены с зазором для прохода абразивного материала в нижнюю часть лотка. В правом нижнем положении боковые кромки крышки сближены с боковыми стенками лотка для образования в нижней части лотка всасывающего канала с отверстием у левого конца крышки. В левом нижнем положении боковые кромки крышки сближены с боковыми стенками лотка для образования в нижней части лотка всасывающего канала с отверстием у правого конца крышки. Вытяжной вентилятор предназначен для транспортирования абразивного материала из всасывающего канала в сборник абразивного материала и в дополнительный сборник абразивного материала. В результате повышаются производительность и удобство эксплуатации установки (патент РФ на изобретение 2466850, МПК В24С 9/00, публикация 20.11.2012 г.).
Задача аналога состоит в том, чтобы создать установку для абразивоструйной обработки изделий, позволяющую обрабатывать изделия попеременно разными абразивными материалами при высокой производительности и удобной эксплуатации.
Технический результат, достигаемый аналогом, состоит в повышении производительности и удобства эксплуатации установки при обработке изделий разными абразивными материалами.
Недостатком аналога выступают ограниченные возможности его применения (невозможно использовать для постобработки пластиковых и пластмассовых изделий, напечатанных на 3D принтере). Кроме того рассмотренное изобретение представляет собой сложную установку с низким уровнем мобильности, требующую значительных финансовых вложений во время эксплуатации. Заявленная полезная модель проще по конструкции и дешевле в изготовлении и использовании, кроме того за счет небольших размеров достаточно мобильна при использовании.
Также известно техническое решение «Устройство для химической обработки изделий», содержащее емкость с реагентом, рабочую ванну, трубопроводы подачи реагента из емкости и слива отработанного реагента, сильфонный насос с фланцами, прикрепленными к его корпусу, фильтр, трубопроводы для подачи сжатого воздуха, запорные элементы, установленные в трубопроводах. С целью улучшения условий труда и техники безопасности, упрощения конструкции, снижения стоимости ее и экономии дорогостоящего реагента, автоматизации технологического процесса обработки, устройство дополнительно снабжено двумя предохранительными клапанами, каждый из которых содержит штуцер с резьбовым соединением, ниппель, канал в них, при этом во фланцах насоса выполнены сквозные каналы с резьбовым соединением, в которых с помощью штуцеров установлены упомянутые предохранительные клапаны, образуя в каждом общий канал, одним концом взаимодействующий с внутренней полостью сильфона, второй же конец его выполнен глухим, а ниппель клапана установлен подвижным, кроме того, запорные элементы трубопровода подачи реагента из емкости и трубопровода слива реагента выполнены в виде гидропневматических клапанов, управляемых электромагнитными клапанами (патент РФ на полезную модель 21199, МПК C25D 19/00, публикация 27.12.2001 г.).
Рассмотренный аналог позволяет получить технический результат, выражающийся в улучшении условий труда и техники безопасности, упрощении конструкции и снижении ее стоимости, автоматизации технологического процесса обработки. Достигается технический результат за счет основных признаков устройства.
Недостатком аналога выступают ограниченные возможности его применения (невозможно использовать для постобработки пластиковых и пластмассовых изделий, напечатанных на 3D принтере). Кроме того рассмотренное изобретение представляет собой сложную конструкцию, требующую значительных финансовых вложений во время эксплуатации. Заявленная полезная модель проще по конструкции и дешевле в изготовлении и использовании.
Не смотря на представленные аналоги, ни один из них не может быть выбран в качестве ближайшего для целей описания технической сути представленной полезной модели, поскольку полезная модель лишь частично является устройством, схожим по функциональному назначению и принципу работы с выявленными техническими решениями, но конструктивно значительно отличается от всех рассмотренных аналогов.
В основу создания предложенной полезной модели поставлена задача расширения арсенала имеющихся технических средств указанного назначения - устройство для жидкостной бесконтактной обработки (шлифовки) пластиковых и пластмассовых изделий. Дополнительной задачей выступает задача создания по конструкции такого устройства, которое будет достаточно просто в использовании, будет иметь небольшие габариты и обладать достаточной мобильностью для использования, как на промышленных производствах (промышленная 3D печать), так и пользователями в быту (3D печать в личных целях).
Поставленная задача расширения арсенала имеющихся технических средств указанного назначения (устройство для жидкостной бесконтактной обработки (шлифовки) пластиковых и пластмассовых изделий), решается за счет реализации назначения устройства. Дополнительная задача, решается за счет реализации основных признаков устройства.
Основным техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение реализации описанного назначения. Дополнительным техническим результатом заявленной полезной модели является снижение коэффициента трения рабочего материала (шкурка, наждачная бумага) о поверхность обрабатываемой (шлифуемой) 3D модели. Названный технический результат достигается за счет использования заявленной полезной модели.
На сегодняшний день подавляющее большинство производств используют ручной труд при шлифовке 3D моделей, что удорожает стоимость конечного готового изделия. Предложенная полезная модель способна минимизировать ручной труд на производствах, сделать процесс обработки 3D моделей более простым и эффективным.
Сущность заявленного устройства заключается в следующем (на примере ацетона).
Ацетон в обычном жидком состоянии нагревают внутри корпуса устройства при помощи любого известного источника индукционного нагрева, к примеру, нагревательной плиты. Достаточной температурой для эффективной работы устройства является температура паров ацетона от +70°C. Активное воздействие паров ацетона на обрабатываемое изделие достигается за счет циркуляции нагретой смеси воздуха и ацетона внутри корпуса устройства.
Циркуляцию осуществляют за счет вентиляторов (кулеров), установленных по периметру корпуса устройства в нижней его части. Расположение и количество вентиляторов может быть различным в зависимости от размеров устройства. Равномерная циркуляция воздуха и паров ацетона достигается за счет расположения вентиляторов в нижней части корпуса устройства. Поскольку пары ацетона тяжелее воздуха, то они притягиваются вниз, вместе с воздухом засасываются вентиляторами и подаются по каналам в стенках устройства к верхней его части.
В верхней части устройства нагретая смесь воздуха и ацетона из-за воздействия силы притяжения вновь опускается вниз, попадая на корпус обрабатываемого изделия. Ацетон в небольшой пропорции разъедает обрабатываемую поверхность изделия и тем самым ее полирует до получения гладкой глянцевой структуры.
Конструкция полезной модели представлена таким образом, что часть стенки корпуса устройства с вентилятором полая и содержит два отверстия с внутренней ее части, а в крышке корпуса устройства смонтировано отверстие. В корпусе устройства при этом могут быть смонтированы несколько полых стенок, в каждой их которых может быть установлен вентилятор.
Описанное устройство может найти применение в промышленности при полировке различных пластиковых и/или пластмассовых изделий напечатанных на 3D принтере, поскольку такие изделия имеют шероховатую поверхность. При 3D печати все изделие изготавливают путем его отливки слой за слоем из жидкого полимера. Именно эти слои возможно отшлифовать бесконтактным способом при помощи представленного устройства.
На Фиг. 1 представлен чертеж внешнего корпуса устройства с указанием возможной конструкции его изготовления, где 1 - стенка 1; 2 - стенка 2; 3 - крышка; 4 - дверца; 5 - места установки вентилятора (калера); 6 - стенка под дверцей.
На Фиг. 2 представлен чертеж устройства - вид снизу, с указанием возможной конструкции изготовления подставки для обрабатываемого изделия, ее держателей и вентиляторов (кулеров), где 1 - стенка 1; 2 - стенка 2; 4 - дверца; 7 - место установки вентилятора (кулера); 8 - подставка для обрабатываемого изделия.
На сегодняшний день предложенная полезная модель за счет своей новизны и любых габаритов изготовления (в том числе разделенной на несколько секций), может стать наиболее эффективным и востребованным устройством для бесконтактной обработки пластиковых и пластмассовых изделий, напечатанных на 3D принтере.
Предложенное устройство позволяет расширить арсенал технических средств, предназначенных для жидкостной бесконтактной обработки (шлифовки) пластиковых и пластмассовых изделий и может найти применение в легкой промышленности и в быту.