БЫСТРОСЪЕМНЫЙ БУНКЕР ОТРАБОТАННОГО ПОРОШКА АДДИТИВНОЙ МАШИНЫ

Заявленное техническое решение относится к области аддитивных технологий, в частности к промежуточным устройствам, использующим способы селективного послойного сплавления порошков, и более конкретно к средствам удаления отработанного сырья из области рабочего пространства.
При изготовлении изделия аддитивным способом не весь объем используемого порошка используется при построении детали, часть его остается пригодной для дальнейшего использования. Также порошок собирают с целью удобства его удаления из рабочей камеры аддитивной машины. В отсутствие сбора порошка возникнет необходимость использовать каждый раз новую его порцию, что увеличит стоимость изготавливаемого изделия. Если порошок останется на рабочей плите, то нож при движении назад будет уносить с собой часть этого порошка и нарушать равномерность организованного слоя, что в свою очередь скажется на качестве изготовляемого изделия. Таким образом, использование эффективных средств сбора излишков порошка позволяет обеспечить эффективное функционирование устройства в целом.
Из уровня техники известна аддитивная машина EOSINT M 280 [Техническое описание машины EOSINT M 280, декабрь 2010; Режим доступа: https://webbuilder5.asiannet.com/ftp/2684/TD_M280_en_2011-03-29.pdf], бункер которой представляет собой куб с подвижным дном. Данная конструкция позволяет извлекать использованный порошок только через верхнюю часть. Но для этого необходимо специальное дополнительное оборудование. Кроме того, бункер является несъемным, что усложняет его очистку после производственной операции.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, – упрощение и ускорение съема бункера при его заполнении, а также обеспечение надежности сбора излишек металлического порошка со столешницы аддитивной машины при создании объектов трехмерной печати, и отработанного порошка при очистке изготовленных изделий.
Технический результат заключается в обеспечении возможности быстрого съема бункера при его заполнении отработанным порошком для последующей разгрузки или при смене марки материала порошка.
Заявляемый быстросъемный бункер для сбора отработанного порошка со столешницы аддитивной машины представляет собой тонкостенную емкость с наклонным дном сферического профиля и выходным отверстием. Бункер содержит крышку с защелкой для закрытия упомянутого отверстия, каретку, имеющую боковые заплечики с двух сторон по всей длине бункера, и расположенный в верхней части бункера опорный фланец, соединенный с кареткой, при этом бункер снабжен рукоятками для его фиксации на направляющих и ручками для его извлечения. Рукоятки выполнены предпочтительно с эксцентриковыми зажимами.
Сущность заявляемого решения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - быстросъемный бункер, вид сбоку,
на фиг. 2 - быстросъемный бункер, фронтальный вид с разрезом, где:
1 – тонкостенная емкость;
2 – дно сферического профиля с выходным отверстием;
3 -  крышка, предпочтительно с зубчатой защелкой и уплотнительным кольцом;
4 – передняя и боковая ручки бункера;
5 – опорный фланец с кареткой;
5а – боковые заплечики каретки;
6 - направляющие столешницы;
7 – рукоятки с эксцентриковыми зажимами;
8 – столешница.
Бункер представляет собой тонкостенную емкость предпочтительно прямоугольного сечения. Толщина стенок предпочтительно составляет не более 2 миллиметров, что позволит достаточную жесткость конструкции без существенного увеличения ее себестоимости. При этом бункер выполняется из материала с малым удельным весом, немагнитного и обладающего низким коэффициентом трения, чтобы порошок легко скользил при удалении и не налипал на стенках.
Внизу столешницы 8 расположены направляющие 6, в которые при установке бункера вставляются заплечики 5а бункера, расположенные в его верхней части по всей длине. Опорный фланец 5 с кареткой расположен в верхней части бункера.
Для фиксации бункера в нижней части направляющих 6 столешницы 8 размещены рукоятки 7, зажимы которых выполнены предпочтительно в виде эксцентриковых зажимов. Использование эксцентриковых зажимов позволяет упростить и ускорить съем бункера, повысить удобство в эксплуатации, и обеспечить необходимую герметичность соединения. На передней и/или боковых сторонах емкости бункера расположены соответственно передняя и боковая ручки 4, обеспечивающие удобное извлечение бункера, особенно в заполненном состоянии.
Заплечиками 5а каретка вместе с бункером заводится в направляющие 6 столешницы 8 в зоне сквозного поперечного паза и закрепляется в них с двух сторон рукоятками 7 с эксцентриковыми зажимами. Для извлечения бункера необходимо раскрепить эксцентриковые зажимы и по направляющим 6 столешницы 8 с помощью ручек 4 вытянуть бункер из-под столешницы 8.
Изготовление такого бункера единой деталью, в сборе лишь с кареткой и крышкой 3, с толщиной стенок не более 2 миллиметров из материала с малым удельным весом, немагнитным и обладающим низким коэффициентом трения, по существующей «классической» технологии, очень сложно, трудоемко и дорого.
В связи с этим предлагается изготовить бункер хранения отработанного порошка по аддитивной технологии, например, из полиамида PA 2200.
Для изготовления предлагаемой полезной модели создают цифровую (CAD) трехмерную модель быстросъемного бункера отработанного порошка, которую передают в аддитивную машину для последующего сплавления бункера из полиамидного порошка.
Оператором аддитивной «пластиковой» машины устанавливаются технологические режимы сплавления быстросъемного бункера отработанного порошка, в частности:
- толщина сплавляемого слоя порошка;
- мощность источника лазерного излучения;
- величина фокусного пятна источника лазерного излучения на поверхности порошка;
- скорость 2,0 м/сек и траектория перемещения лазерного луча;
- температура подогрева поверхности построения изделия.
По окончании изготовления оператор очищает бункер от остатков порошка.