СИСТЕМА ПОДАЧИ НИТИ В СОПЛО МАШИНЫ ДЛЯ ПОСЛОЙНОГО СИНТЕЗА ИЗДЕЛИЙ
THREAD SUPPLY SYSTEM INTO THE MACHINE NOZZLE FOR LAYER-BY-LAYER SYNTHESIS OF PRODUCTS

[0001] Если в настоящем документе не указано иное, сведения, приведенные в этом разделе, не являются предшествующим уровнем техники для формулы изобретения по данной заявке и не признаются в качестве предшествующего уровня техники путем включения в данный раздел.
Область техники:
[0002] Объект данного изобретения относится, в целом, к машинам для послойного синтеза изделий. Более конкретно, но не исключительным образом, объект данного изобретения относится к экструдированию нити, охлаждению расплавленной нити, осаждаемой на столе для печати, и перемещениям вдоль различных осей в машине для послойного синтеза изделий.
Обсуждение связанной области техники:
[0003] Технология послойного синтеза изделий (обычно называемая быстрым прототипированием, или 3D-печатью) прошла долгий путь от создания прототипов до производства готовых изделий, которые можно использовать в повседневной жизни. Будь то розничная торговля, пищевая промышленность или медицинские имплантаты, технология послойного синтеза быстро внедряется во всех основных отраслях промышленности.
[0004] Различные сектора производства всегда находятся в поиске дешевых, улучшенных продуктов, которые могут быть изготовлены за меньшее время. Хотя технология послойного синтеза изделий и решает эти проблемы в значительной степени, по сравнению с традиционными способами производства, некоторые ее аспекты нуждаются в доработке и усовершенствованиях. Несколько из них рассмотрены ниже.
[0005] Одной из главных проблем, связанных с машинами для послойного синтеза изделий, являются разлитие или утечка расплавленной нити на конце сопла, из-за чего возникает необходимость мгновенного или продолжительного прерывания работы машины для послойного синтеза изделий. Такая утечка расплавленной нити может привести к неточностям в изделиях или увеличить время, затрачиваемое на доработку изделия, чтобы сделать готовый продукт. Кроме того, такая утечка приводит к потере сырья, что, в свою очередь, означает увеличение затрат. Другая проблема, которая непосредственно связана с первой, заключается в том, что при мгновенной остановке печати нить сильно втягивается, чтобы уменьшить утечку расплавленной нити на конце сопла. Вследствие этого увеличивается время, необходимое для втягивания и последующего экструдирования нити, а значит, увеличивается время печати и уменьшается механическая производительность машин для послойного синтеза изделий.
[0006] Другая проблемная область у машин для послойного синтеза изделий связана с относительно медленным и неэффективным охлаждением расплавленной нити, которая укладывается на столе для печати. Холодный воздух, подаваемый к столу для печати, растекается во всех направлениях и не локализован. Это приводит к медленному охлаждению расплавленной нити, поэтому в машине необходимо нагнетать больше холодного воздуха для охлаждения расплавленной нити. Также в существующих машинах для послойного синтеза изделий нет настраиваемого универсального охлаждающего механизма, обеспечивающего охлаждение расплавленной нити, укладываемой на столе для печати.
[0007] Кроме того, жесткость и перемещение узла сопла и стола для печати машин для послойного синтеза изделий играют важную роль для качества печати и выпуска бездефектной продукции. Как правило, машины для послойного синтеза изделий имеют сопло, перемещающееся вдоль стержневого узла, который не является жестким, а также склонен к скручиванию и провисанию. Кроме того, традиционные узлы с ременными передачами, используемыми для перемещения сопла и стола для печати, склонны к ослаблению натяжения. Все это приводит к возникновению недостатков печати.
[0008] С учетом вышесказанного, существует потребность в улучшенной и усовершенствованной технологии для уменьшения утечки расплавленной нити на конце сопла, для охлаждения расплавленной нити после укладки и повышении общей устойчивости машин для послойного синтеза изделий.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Вариант осуществления предусматривает систему подачи нити в сопло машины для послойного синтеза изделий. Эта система содержит узел экструзии нити, держатель сопла и узел сопла. Узел экструзии нити выполнен с возможностью экструдирования нити, находящейся на катушке. Держатель сопла содержит выступающий участок, причем такой выступающий участок расположен непосредственно под точкой, где нить выходит из узла экструзии нити. Держатель сопла ограничивает сквозное отверстие, при этом такое сквозное отверстие продолжается в выступающем участке. Это сквозное отверстие держателя сопла принимает нить, вытесняемую узлом экструзии нити. Узел сопла содержит охлаждающую камеру, при этом такая охлаждающая камера ограничивает сквозное отверстие так, что ось сквозного отверстия охлаждающей камеры совпадает с осью сквозного отверстия держателя сопла. Такая охлаждающая камера ограничивает, по меньшей мере, одну канавку, которая является соосной со сквозным отверстием охлаждающей камеры. Эта канавка принимает, по меньшей мере, один уплотнительный элемент, при этом данная канавка ограничена там, где держатель сопла сопряжен с охлаждающей камерой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] Варианты осуществления проиллюстрированы посредством примера и не ограничены рисунками на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые позиции указывают на аналогичные элементы и на которых:
[0011] ФИГ. 1 представляет собой примерную иллюстрацию машины 100 для послойного синтеза изделий, осуществляющей подачу нити 106 от катушки 104 в систему 102 для охлаждения расплавленной нити 106 с использованием встроенной охлаждающей системы 108 и перемещения, по меньшей мере, узла 206 сопла и стола 528 для печати с использованием системы 112 перемещения согласно варианту осуществления;
[0012] ФИГ. 2А представляет собой изометрическую проекцию системы 102, включающей в себя узел 202 экструзии нити, держатель 204 сопла и узел 206 сопла согласно варианту осуществления;
[0013] ФИГ. 2В представляет собой ортогональную проекцию системы 102 с обозначенной линией сечения А-А, согласно варианту осуществления;
[0014] ФИГ. 3А представляет собой изометрическую проекцию узла 202 экструзии нити согласно варианту осуществления;
[0015] ФИГ. 3В представляет собой вид в разрезе узла 202 экструзии нити без нити 106, согласно варианту осуществления;
[0016] ФИГ. 3С представляет собой вид в разрезе ввода нити 106 в узел 202 экструзии нити согласно варианту осуществления;
[0017] ФИГ. 3D представляет собой вид в разрезе вытягивания нити 106 из узла 202 экструзии нити, согласно варианту осуществления;
[0018] ФИГ. 4 представляет собой вид в разрезе узла 202 экструзии нити и держателя 204 сопла, включая подробный вид выступающего участка 402 согласно варианту осуществления;
[0019] ФИГ. 5А представляет собой вид с пространственным разделением деталей узла 206 экструзии нити согласно варианту осуществления;
[0020] ФИГ. 5В представляет собой вид с пространственным разделением деталей узла 206 сопла, включая подробный вид канавки 512 и уплотнительного элемента 514 согласно варианту осуществления;
[0021] ФИГ. 5С представляет собой изометрическую проекцию уплотнительного элемента 514, имеющего вид уплотнительного кольца согласно варианту осуществления;
[0022] ФИГ. 5D представляет собой вид с пространственным разделением деталей охлаждающей камеры 502 согласно варианту осуществления;
[0023] ФИГ. 5Е представляет собой изометрическую проекцию узла 202 экструзии нити, держателя 204 сопла и узла 206 сопла согласно варианту осуществления;
[0024] ФИГ. 6 представляет собой вид с пространственным разделением деталей сопла 508 согласно варианту осуществления;
[0025] ФИГ. 7А и 7В представляют собой примерную иллюстрацию системы 102 машины 100 для послойного синтеза изделий согласно варианту осуществления;
[0026] ФИГ. 8 представляет собой изометрическую проекцию встроенной охлаждающей системы 108, включающей в себя охладитель 802, вентилятор 804 обдува и нагнетательный канал 806 согласно варианту осуществления;
[0027] ФИГ. 9А представляет собой вид с пространственным разделением деталей охладителя 802 согласно варианту осуществления;
[0028] ФИГ. 9В представляет собой ортогональную проекцию охладителя 802 с обозначенной линией сечения В-В, согласно варианту осуществления;
[0029] ФИГ. 9С представляет собой вид в разрезе охладителя 802 согласно варианту осуществления;
[0030] ФИГ. 10А и 10В представляют собой вид с пространственным разделением деталей охладителя 802 и вентилятора 804 обдува, соединенных с монтажным блоком 310 с использованием задней пластины 1004 согласно варианту осуществления;
[0031] ФИГ. 10С представляет собой изометрическую проекцию охладителя 802 и вентилятора 804 обдува в сборе, присоединенных к монтажным блокам 310 с использованием задней пластины 1004 согласно варианту осуществления;
[0032] ФИГ. 10D представляет собой изометрическую проекцию вентилятора 804 обдува согласно варианту осуществления;
[0033] ФИГ. 11А представляет собой изометрическую проекцию нагнетательного канала 806 согласно варианту осуществления;
[0034] ФИГ. 11В представляет собой ортогональную проекцию нагнетательного канала 806, включая температурный датчик 1114, согласно варианту осуществления;
[0035] ФИГ. 12А представляет собой изометрическую проекцию охлаждающего вентилятора 808 согласно варианту осуществления;
[0036] ФИГ. 12В представляет собой вид с пространственным разделением деталей охладителя 802, вентилятора 804 обдува, охлаждающего вентилятора 808 и патрубка 1204 согласно варианту осуществления;
[0037] ФИГ. 13 представляет собой вид в сборе охлаждающего вентилятора 808 и патрубка 1204, присоединенных к охладителю 802, согласно варианту осуществления;
[0038] ФИГ. 14А представляет собой вид в сборе охлаждающего вентилятора 808 с колпаком 1402 и патрубка 1204, присоединенных к охладителю 802, согласно варианту осуществления;
[0039] ФИГ. 14В представляет собой вид в сборе канала 1406 рециркуляции, присоединенного к нагнетательному каналу 806, согласно варианту осуществления;
[0040] ФИГ. 15 иллюстрирует примерную встроенную охлаждающую систему 108, обеспечивающую охлаждение и мгновенное отверждение расплавленной нити 106, укладываемой на столе 528 для печати машины 100 для послойного синтеза изделий согласно варианту осуществления;
[0041] ФИГ. 16А представляет собой изометрическую проекцию машины 100 для послойного синтеза изделий, на которой показан кожух 112, закрывающий систему 102 и встроенную охлаждающую систему 108, согласно варианту осуществления;
[0042] ФИГ. 16В представляет собой изометрическую проекцию машины 1602 для послойного синтеза изделий согласно варианту осуществления;
[0043] ФИГ. 17 представляет собой изометрическую проекцию системы 112 перемещения, включающей в себя первую несущую направляющую 1702, вторую несущую направляющую 1704, узел 1802 ременной передачи, несущую направляющую 1706 основания и систему 1804 каретки, согласно варианту осуществления;
[0044] ФИГ. 18 представляет собой вид с пространственным разделением деталей первой несущей направляющей 1702 согласно варианту осуществления;
[0045] ФИГ. 19А представляет собой вид с пространственным разделением деталей первой фиксирующей пластины 534 согласно варианту осуществления;
[0046] ФИГ. 19В представляет собой вид с пространственным разделением деталей второй фиксирующей пластины 1808 согласно варианту осуществления;
[0047] ФИГ. 20 представляет собой вид с пространственным разделением деталей второй несущей направляющей 1704 согласно варианту осуществления;
[0048] ФИГ. 21 представляет собой вид с пространственным разделением деталей фиксирующей пластины 2006 согласно варианту осуществления;
[0049] ФИГ. 22 представляет собой вид с пространственным разделением деталей крепления 2008 двигателя согласно варианту осуществления;
[0050] ФИГ. 23А представляет собой ортогональную проекцию системы 1804 каретки с обозначенными линиями сечений С-С и D-D согласно варианту осуществления;
[0051] ФИГ. 23В представляет собой вид в разрезе системы 1804 каретки согласно варианту осуществления;
[0052] ФИГ. 24А представляет собой изометрическую проекцию системы 1804 каретки согласно варианту осуществления;
[0053] ФИГ. 24В представляет собой вид в разрезе системы 1804 каретки согласно варианту осуществления;
[0054] ФИГ. 25 представляет собой вид с пространственным разделением деталей системы 1804 каретки вместе с двигателем 2302 согласно варианту осуществления;
[0055] ФИГ. 26 представляет собой ортогональную проекцию системы 1804 каретки согласно варианту осуществления;
[0056] ФИГ. 27 представляет собой вид с пространственным разделением деталей несущей направляющей 1706 основания согласно варианту осуществления;
[0057] ФИГ. 28 представляет собой изометрическую проекцию опорного блока 2706 стола для печати согласно варианту осуществления;
[0058] ФИГ. 29 представляет собой вид с пространственным разделением деталей системы каретки 2702 основания согласно варианту осуществления;
[0059] ФИГ. 30 представляет собой вид с пространственным разделением деталей системы каретки 2702 основания вместе с несущей пластиной 3210 согласно варианту осуществления;
[0060] ФИГ. 31А и 31В представляют собой вид с пространственным разделением деталей системы каретки 2702 основания, несущих стержней 3102 и крепления 2008 двигателя согласно варианту осуществления;
[0061] ФИГ. 32 представляет собой вид с пространственным разделением деталей узла 1802 ременной передачи, который может быть использован для перемещения первой несущей направляющей 1702 и стола 528 для печати, согласно варианту осуществления;
[0062] ФИГ. 33А представляет собой вид с пространственным разделением деталей держателя 3208 ремня, присоединяемого к первой фиксирующей пластине 534, при этом первая фиксирующая пластина 534 присоединяется к держателю 204 сопла, согласно варианту осуществления;
[0063] ФИГ. 33В представляет собой изометрическую проекцию держателя 3208 ремня согласно варианту осуществления;
[0064] ФИГ. 34 представляет собой вид с пространственным разделением деталей первой фиксирующей пластины 534 и держателя 204 сопла согласно варианту осуществления;
[0065] ФИГ. 35 представляет собой изометрическую проекцию второй фиксирующей пластины 1808 согласно варианту осуществления;
[0066] ФИГ. 36 представляет собой вид с пространственным разделением деталей держателя 3208 ремня, присоединяемого к опорному блоку 2706 стола для печати, согласно варианту осуществления;
[0067] ФИГ. 37 представляет собой вид с пространственным разделением деталей плиты 3702 основания и системы каретки 2702 основания согласно варианту осуществления;
[0068] ФИГ. 38 представляет собой изометрическую проекцию плиты 3702 основания согласно варианту осуществления;
[0069] ФИГ. 39 представляет собой вид с пространственным разделением деталей кожуха в сборе первой несущей направляющей 1702 согласно варианту осуществления; и
[0070] ФИГ. 40 представляет собой вид с пространственным разделением деталей кожуха в сборе второй несущей направляющей 1704 согласно варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0071] Следующее подробное описание включает в себя ссылки на прилагаемые чертежи, которые составляют часть такого подробного описания. Эти чертежи иллюстрируют примеры вариантов осуществления. Эти примеры вариантов осуществления, которые здесь также могут быть названы «примеры», описаны с достаточной степенью детализации, чтобы дать возможность специалистам в данной области техники реализовать на практике этот объект изобретения. При этом специалисту в данной области техники может быть очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях хорошо известные способы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не усложнять излишне понимание особенностей настоящего изобретения. Варианты осуществления могут быть объединены, могут быть использованы другие варианты осуществления, а также могут быть внесены структурные, логические и конструктивные изменения без отклонения от объема формулы изобретения. Соответственно, следующее подробное описание не следует воспринимать как ограничивающее, поскольку объем определяется прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.
[0072] В настоящем документе выражение «какой-либо» используется, как это обычно бывает в патентных документах, для включения одного или более одного рассматриваемого объекта. В настоящем документе выражение «или» используется для обозначения не исключающего «или», то есть «А или В», включает в себя «А, но не В», «В, но не А» и «А и В», если только не указано иное.
[0073] Со ссылкой на ФИГ. 1, 2А, 2В, 8 и 17, предусматривается система 102 машины 100 для послойного синтеза изделий, обеспечивающая подачу нити 106 от катушки 104 в сопло 508, предусматривается встроенная охлаждающая система 108 для охлаждения расплавленной нити 106, укладываемой на столе 528 для печати машины 100 для послойного синтеза изделий, а также предусматривается система 112 перемещения машины 100 для послойного синтеза изделий, обеспечивающая перемещение, по меньшей мере, узла 206 сопла и стола 528 для печати.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
[0074] Машина 100 для послойного синтеза изделий имеет механизм для подачи нити 106 от катушки 104 в сопло. Со ссылкой на ФИГ. 2А, данная система 102 может включать в себя узел 202 экструзии нити, держатель 204 сопла и узел 206 сопла. Со ссылкой на ФИГ. 4, держатель 204 сопла может дополнительно включать в себя выступающий участок 402, при этом держатель 204 сопла может ограничивать сквозное отверстие 404, которое может продолжаться в выступающем участке 402. Со ссылкой на ФИГ. 5А-5В, узел 206 сопла может дополнительно включать в себя охлаждающую камеру 502. Охлаждающая камера 502 может ограничивать сквозное отверстие 510, которое может быть совмещено со сквозным отверстием 404 держателя 204 сопла. Охлаждающая камера 502 может ограничивать, по меньшей мере, одну канавку 512, соосную со сквозным отверстием 510 охлаждающей камеры 502, для установки, по меньшей мере, одного уплотнительного элемента 514. Узел 202 экструзии нити может вытягивать нить 106 из катушки 104 в держатель 204 сопла с использованием (см. ФИГ. 3В) толкателя 302, прижимного ролика 304 и узла 306 шестерни. Выступающий участок 402 держателя 204 сопла может принимать экструдированную нить 106 из узла 202 экструзии нити. Нить 106 может затем входить в узел 206 сопла через уплотнительный элемент 514, образуя воздухонепроницаемый тракт для нити 106, входящей в сопло 508.
[0075] Теперь перейдем ко встроенной охлаждающей системе 108, предназначенной для охлаждения расплавленной нити 106, укладываемой на стол для печати машины 100 для послойного синтеза изделий. Со ссылкой на ФИГ. 8, встроенная охлаждающая система 108 может включать в себя охладитель 802 для охлаждения воздуха, вентилятор 804 обдува и нагнетательный канал 806. Охладитель 802 может быть прикреплен к механизму охлаждения с использованием охлаждающих каналов 904 (см. ФИГ. 9А-9С). Механизм охлаждения может нагнетать холодную жидкость в полость 910, ограниченную охладителем 802, с использованием охлаждающих каналов 904. Охладитель 802 может поддерживаться в холодном состоянии благодаря охлаждающей жидкости, циркулирующей внутри охладителя 802. Вентилятор 804 обдува может всасывать атмосферный воздух через отверстие 902, ограниченное охладителем 802, и может подавать воздух в нагнетательный канал 806. Атмосферный воздух, входящий в контакт с охладителем 802, может становиться холодным. Нагнетательный канал 806 может ограничивать множество вентиляционных отверстий 1106 (см. ФИГ. 11А-11В). Вентилятор 804 обдува и нагнетательный канал 806 могут быть соединены друг с другом с помощью соединительного канала 1104. Вентилятор 804 обдува может подавать холодный воздух в нагнетательный канал 806 через соединительный канал 1104. Холодный воздух может выходить из нагнетательного канала 806 через множество вентиляционных отверстий 1106 и быстро охлаждать расплавленную нить 106, укладываемую на стол 528 для печати машины 100 для послойного синтеза изделий.
[0076] Теперь обратимся к системе 112 перемещения, которая используется для перемещения узла 206 сопла и стола 528 для печати. Со ссылкой на ФИГ. 17-18, система 112 перемещения для перемещения, по меньшей мере, узла 206 сопла может включать в себя первую несущую направляющую 1702, вторую несущую направляющую 1704, узел 1802 ременной передачи и систему 1804 каретки. Узел 1802 ременной передачи может быть использован для перемещения первой несущей направляющей 1702 вперед и назад вдоль первой оси 1708. Со ссылкой на ФИГ. 32, узел 1802 ременной передачи может включать в себя ремень 3202, шестерню 3204 и, по меньшей мере, два прижимных ролика 3206. Шестерня 3204 и прижимные ролики 3206 могут быть расположены таким образом, что прижимные ролики 3206 будут находиться по обе стороны от шестерни 3204. Ремень 3202 может взаимодействовать с шестерней 3204 и двумя прижимными роликами 3206 так, что ремень 3202 может быть зажат между шестерней 3204 и прижимными роликами 3206. Первая несущая направляющая 1702 может включать в себя три основных стержня 1806, которые могут перемещаться вперед и назад вдоль первой оси 1708. Вторая несущая направляющая 1704 может содержать три вспомогательных стержня 2002 (см. ФИГ. 20). Вторая несущая направляющая 1704 может быть использована для перемещения первой несущей направляющей 1702 вперед и назад вдоль второй оси 1710. Система 1804 каретки может позволить первой несущей направляющей 1702 перемещаться вперед и назад относительно системы 1804 каретки вдоль первой оси 1708 и может также позволять первой несущей направляющей 1702 перемещаться вверх и вниз по второй несущей направляющей 1704 вдоль второй оси 1710. Система 1804 каретки может ограничивать множество отверстий 2310, 2312, 2402, 2404 для прохождения основных стержней 1806 и вспомогательных стержней 2002. Система 112 перемещения для перемещения стола 528 для печати может включать в себя несущую направляющую 1706 основания и узел 1802 ременной передачи. Узел 1802 ременной передачи может обеспечивать перемещение несущей направляющей 1706 основания вперед и назад вдоль третьей оси 1712.
ПОДРОБНО - УЗЕЛ 202 ЭКСТРУЗИИ НИТИ
[0077] Более конкретно, со ссылкой на ФИГ. 1-7В, в каком-либо варианте осуществления, данная система 102 может включать в себя множество узлов 202 экструзии нити, множество держателей 204 сопла и множество узлов 206 сопла.
[0078] ФИГ. 2В представляет собой ортогональную проекцию системы 102 с обозначенной линией сечения А-А согласно какому-либо варианту осуществления. Теперь система 102 и связанные с ней части будут описаны более подробно.
[0079] Система 102 способна согласованно и с очень высокой скоростью подавать от катушки 104 дозированное количество нити 106, используя узел 202 экструзии нити. ФИГ. 3А представляет собой изометрическую проекцию узла 202 экструзии нити без нити 106. Узел 202 экструзии нити может включать в себя толкатель 302, который может быть установлен с возможностью поворота на монтажном блоке 310 с помощью шарнирного пальца 314. Узел 202 экструзии нити может дополнительно включать в себя прижимной ролик 304, шестерню 306 и прижимную пружину 308. Прижимная пружина 308 может быть сопряжена с толкателем 302 посредством гнезда 320 (показано на ФИГ. 3В) способом, при котором прижимной ролик 304, который может быть прикреплен к одному концу толкателя 302, может прижиматься к шестерне 306.
[0080] В каком-либо варианте осуществления блок 316 направления нити может быть использован для направления нити 106 в узел 202 экструзии нити. Нить 106 может быть вставлена в отверстие, ограниченное блоком 316 направления нити. Блок 316 направления нити может быть привинчен к монтажному блоку 310 или зафиксирован на монтажном блоке 310 с использованием любого из фиксирующих механизмов с защелками, доступных в настоящее время или в будущем.
[0081] В каком-либо варианте осуществления толкатель 302 может иметь удлиненную поверхность 318 для облегчения загрузки нити 106 в узел 202 экструзии нити или ее выгрузки с меньшим усилием.
[0082] В каком-либо варианте осуществления двигатель 312, который может быть прикреплен к монтажному блоку 310, может быть использован для вращения шестерни 306 и, в свою очередь, для вращения прижимного ролика 304.
[0083] ФИГ. 3В представляет собой вид в разрезе узла 202 экструзии нити по линии сечения А-А (как показано на ФИГ. 2В) согласно варианту осуществления. Толкатель 302 может ограничивать сквозное отверстие 322 в проходе к соприкосновению прижимного ролика 304 и шестерни 306. В варианте осуществления сквозное отверстие 322 может быть потайным отверстием. В примерном варианте осуществления прижимной ролик 304 и шестерня 306 могут находиться в контакте друг с другом под действием силы упругости прижимной пружины 308. Когда нить 106 не введена в систему 102, прижимная пружина 308 может заставить толкатель 302 прижимать прижимной ролик 304 к шестерне 306.
[0084] ФИГ. 3С представляет собой вид в разрезе узла 202 экструзии нити по линии сечения А-А со вставленной нитью 106 (как показано на ФИГ. 2В) согласно варианту осуществления. Нить 106 может быть введена вдоль направления 328 в узел 202 экструзии нити с помощью блока 316 направления нити. Затем нить 106 может быть введена в сквозное отверстие 322, ограниченное толкателем 302.
[0085] В варианте осуществления нить 106 может быть введена в узел 202 экструзии нити до сопряжения прижимного ролика 304 и шестерни 306. Двигатель 312 может быть включен для вращения шестерни 306 в направлении 324 по часовой стрелке. В свою очередь, шестерня 306 может вращать прижимной ролик 304 в направлении 326 против часовой стрелки. Это вращение прижимного ролика 304 и шестерни 306 может выдавливать (или вытягивать) нить 106 между шестерней 306 и прижимным роликом 304 в направлении 328.
[0086] В варианте осуществления удлиненную поверхность 318 толкателя 302 можно прижимать вручную или автоматически в направлении 332. При приложении усилия в направлении 332 прижимная пружина 308 может сжиматься и облегчать поворот толкателя 302, который, в свою очередь, отодвигает прижимной ролик 304 от шестерни 306. Это может создать зазор между прижимным роликом 304 и шестерней 306 для нити 106, которая должна быть расположена между прижимным роликом 304 и шестерней 306. Как только нить 106 помещена между прижимным роликом 304 и шестерней 306, усилие на толкателе 302 может быть ослаблено, так что прижимная пружина 308 может расширяться и заставлять толкатель 302 поворачиваться назад так, что нить 106 оказывается плотно зажатой между прижимным роликом 304 и шестерней 306.
[0087] Введение нити 106 между прижимным роликом 304 и шестерней 306 может обеспечить часть натяжения, требуемого для эффективной печати с помощью нити 106.
[0088] ФИГ. 3D представляет собой вид в разрезе узла 202 экструзии нити по линии сечения А-А с вытянутой нитью 106 (как показано на ФИГ. 2В) согласно варианту осуществления. Удлиненную поверхность 318 толкателя 302 можно прижимать вручную или автоматически в направлении 332. Это позволяет отвести прижимной ролик 304 от шестерни 306, увеличивая зазор между ними, как показано в примере варианта осуществления. Затем нить 106 может быть вытянута из узла 202 экструзии нити в направлении 330.
ДЕРЖАТЕЛЬ 204 СОПЛА:
[0089] Система 102 может направлять нить 106 из узла 202 экструзии нити в узел 206 сопла через держатель 204 сопла. ФИГ. 4 представляет собой вид в разрезе узла 202 экструзии нити и держателя 204 сопла, включая увеличенный вид выступающего участка 402 вдоль линии сечения А-А (как показано на ФИГ. 2В) согласно варианту осуществления. Держатель 204 сопла включает в себя выступающий участок 402, который может быть расположен непосредственно под точкой сопряжения прижимного ролика 304 и шестерни 306. Держатель 204 сопла может ограничивать сквозное отверстие 404, которое может продолжаться в выступающем участке 402. Держатель 204 сопла может также ограничивать крепление 408 сопла для присоединения узла 206 сопла к держателю 204 сопла. Держатель 204 сопла может дополнительно включать в себя резьбовые штифты 406 для опоры и фиксации прижимной пружины 308. Резьбовые штифты 406 также можно использовать для осуществления ручной регулировки прижимного усилия пружины.
[0090] Выступающий участок 402 может обеспечить правильное направление нити 106 в держатель 204 сопла, а затем в узел 206 сопла. В варианте осуществления выступающий участок 402 может иметь фаску 410 с жестким допуском на верхней кромке для сопряжения прижимного ролика 304 и шестерни 306 в плотном контакте. Фаска 410 на выступающем участке 402 держателя 204 сопла и сопряжение прижимного ролика 304 с узлом шестерни 306 с выступающим участком 402 держателя 204 сопла обеспечивают то, что узел 202 экструзии нити может выдавливать нить 106 в выступающий участок 402 держателя 204 сопла без особого воздействия на нить 106. Выступающий участок 402 также упрощает подачу нити 106 и ее защиту от обрыва. Например, если расстояние между выходом нити 106 из узла 202 экструзии нити и входом нити 106 в держатель 204 сопла слишком велико, существует вероятность того, что под действием усилия нить 106 подвергнется продольному изгибу, что приведет к ее обрыву. Этот вариант осуществления может обеспечить защиту от обрыва и позволяет поддерживать требуемое натяжение нити 106.
УЗЕЛ 206 СОПЛА:
[0091] Узел 206 сопла является важной частью системы 102, которая принимает нить 106 из узла 202 экструзии нити через держатель 204 сопла, расплавляет ее и укладывает нить 106 на стол 528 для печати. ФИГ. 5А представляет собой вид с пространственным разделением деталей узла 206 сопла без нити 106 согласно варианту осуществления.
[0092] В варианте осуществления узел 206 сопла может включать в себя охлаждающую камеру 502, которая может принимать нить 106 из держателя 204 сопла. Узел 206 сопла может дополнительно включать в себя трубку 504 для нити, изоляцию 506 трубки для нити и сопло 508.
[0093] ФИГ. 5В представляет собой вид в разрезе с пространственным разделением деталей узла 206 сопла без нити 106 согласно варианту осуществления. Охлаждающая камера 502 может ограничивать сквозное отверстие 510 так, что ось такого сквозного отверстия 510 может быть совмещена с осью сквозного отверстия 404 держателя 204 сопла, что позволяет нити 106 проходить насквозь и достигать сопла 508. Охлаждающая камера 502 может дополнительно ограничивать, по меньшей мере, одну канавку 512 для размещения уплотнительного элемента 514, который может быть соосным со сквозным отверстием 510 охлаждающей камеры 502.
[0094] В варианте осуществления канавка 512 может быть ограничена там, где держатель 204 сопла сопряжен с охлаждающей камерой 502, когда узел 206 сопла прикреплен к держателю 204 сопла. Канавка 512 может быть выполнена в охлаждающей камере 502 на заданную глубину для размещения, по меньшей мере, одного уплотнительного элемента 514 (ФИГ. 5С). Дополнительно канавка 512 может быть ограничена так, что диаметр канавки 512 может быть больше, чем диаметр сквозного отверстия 510, ограниченного охлаждающей камерой 502, но меньше, чем внешний диаметр, по меньшей мере, одного уплотнительного элемента 514. Уплотнительный элемент 514, имеющий больший диаметр, чем канавка 512, при размещении внутри канавки 512 плотно прижимается к поверхности канавки 512. Это обеспечивает герметичную посадку уплотнительного элемента 514 внутри канавки 512.
[0095] В настоящем варианте осуществления канавка 512 может принимать два уплотнительных элемента 514. Уплотнительный элемент 514 может быть размещен внутри канавки 512 таким образом, что когда узел 206 сопла прикреплен к держателю 204 сопла и когда нить 106 пропущена через сквозное отверстие 404 держателя 204 сопла и сквозное отверстие 510 охлаждающей камеры 502, может быть сформирован воздухонепроницаемый тракт для прохождения нити 106. Это обеспечивает постоянное натяжение нити 106 до тех пор, пока она не достигнет конца 544 сопла (как показано на ФИГ. 5А), и позволяет избежать провисания нити 106.
[0096] В варианте осуществления уплотнительный элемент 514 может быть изготовлен из гибкого упругого материала. В варианте осуществления уплотнительный элемент 514 может представлять собой уплотнительное кольцо, как показано на ФИГ. 5С.
[0097] Охлаждающая камера 502 может включать в себя выступающий участок 516 для закрепления узла 206 сопла на креплении 408 сопла держателя 204 сопла. Выступающий участок 516 может ограничивать наружную поверхность с резьбой, причем узел 206 сопла может быть привинчен к креплению 408 сопла держателя 204 сопла или может быть закреплен с помощью одного из нескольких фиксирующих механизмов с защелкой, доступных в настоящее время или в будущем.
[0098] В другом варианте осуществления охлаждающая камера 502 может ограничивать отверстие 518 для размещения трубки 504 для нити. Кроме того, охлаждающая камера 502 может ограничивать резьбовое отверстие 520 для навинчивания резьбового выступа 522 изоляции 506 трубки для нити. Охлаждающая камера 502 может дополнительно ограничивать отверстие 524 для размещения, кроме резьбового выступа 522 части изоляции трубки 504 для нити.
[0099] Трубка 504 для нити может ограничивать сквозное отверстие 526 так, что ось такого сквозного отверстия 526 может быть совмещена с осью сквозного отверстия 404 держателя 204 сопла, что позволяет нити 106 проходить насквозь и достигать сопла 508. В другом варианте осуществления изоляция 506 трубки для нити может ограничивать сквозное отверстие 528 для прохода трубки 504 для нити. Дополнительно изоляция 506 трубки для нити может ограничивать резьбовое отверстие 530 для навинчивания резьбового выступа 532 сопла 508. Сопло 508 может ограничивать отверстие 534 для размещения трубки 504 для нити. Кроме того, сопло 508 может включать в себя наконечник 544 сопла, через который расплавленная нить 106 подается на стол 528 для печати.
[00100] ФИГ. 5D представляет собой вид с пространственным разделением деталей охлаждающей камеры 502 согласно варианту осуществления. Охлаждающая камера 502 может ограничивать отверстие 536, которое может быть просверлено до заданной длины для протекания холодной жидкости. Отверстие 536 может быть закрыто или герметизировано с использованием уплотнения 538. Дополнительно охлаждающая камера 502 может ограничивать еще два отверстия 540 так, что оси двух отверстий 540 являются перпендикулярными оси отверстия 536. Два отверстия 540 могут быть просверлены до точки, в которой отверстия 540 продолжаются в отверстии 536, тем самым образуя путь для прохождения холодной жидкости. Каждое отверстие 540 может быть соединено с охлаждающим каналом 542, причем охлаждающий канал может быть присоединен к охлаждающему механизму, устройство которого подробно разъяснено в рамках описания встроенной охлаждающей системы.
[00101] Во время работы машины для послойного синтеза изделий требуется, чтобы сопло 508 имело температуру, при которой нить плавится. Сопло 508 изготовлено из латуни, которая обладает хорошей теплопроводностью и может передавать тепло узлу 206 сопла. Это явление нежелательно, так как тепло может расплавить нить 106 еще до того, как она достигнет сопла 508. Холодная жидкость, циркулирующая в охлаждающей камере 502, может поглощать тепло, которое может быть накоплено трубкой 504 для нити и изоляцией 506 трубки для нити, в результате чего трубка 504 для нити и изоляция 506 трубки для нити будут холодными. Это помогает поддерживать нить 106 внутри трубки 504 для нити в твердом состоянии и не давать ей плавиться до того, как она достигнет сопла 508.
[00102] Кроме того, охлаждающая камера 502 может включать в себя множество ребер 550 для охлаждения узла 206 сопла. Это позволяет дополнительно отводить тепло от охлаждающей камеры 502.
[00103] ФИГ. 5Е представляет собой изометрическую проекцию узла 202 экструзии нити, держателя 204 сопла и узла 206 сопла согласно варианту осуществления. Для охлаждения охлаждающей камеры 502 к монтажному блоку 310 может быть прикреплен вытяжной вентилятор 546. Это помогает улучшить охлаждение и повысить качество печати.
[00104] ФИГ. 6 представляет собой вид с пространственным разделением деталей сопла 508, согласно варианту осуществления. Сопло 508 может включать в себя двойной нагреватель 602, который может быть использован для создания тепла в количестве, достаточном, чтобы расплавить нить 106 внутри сопла 508. Кроме того, сопло 508 также может включать в себя термистор 604. Термистор 604 может использоваться для контроля температуры в сопле 508 и изменения этой температуры в соответствии с потребностью. Сопло 508 может быть изготовлено из латуни, бронзы или любого материала, обладающего высокой теплопроводностью.
[00105] В другом варианте осуществления крышка 608 сопла может окружать сопло 508. Крышка 608 сопла может действовать в качестве экрана, который предотвращает передачу тепла от горячего сопла 508 в окружающую область и в процессе поддержания температуры нагрева сопла 508. Крышка 608 сопла также может действовать в качестве барьера для холодного воздуха, используемого для охлаждения нити 106, укладываемой на столе 528 для печати, препятствуя ему в достижении сопла 508. В другом варианте осуществления крышка 608 сопла может быть использована для рассеивания избыточного тепла, накапливающегося в сопле 508. Крышка 608 сопла также может быть использована для исключения прямого доступа к соплу 508, поэтому она может рассматриваться в качестве средства безопасности для персонала, эксплуатирующего машину 100 для послойного синтеза изделий.
[00106] В другом варианте осуществления крышка 608 сопла может окружать область узла 206 сопла ниже охлаждающей камеры 502. Крышка 608 сопла может быть прикреплена к соплу 508 с помощью двух винтов 614. Винты 614 могут проходить через отверстия 616, ограниченные крышкой 608 сопла, прижимаясь к поверхности сопла 508 и при этом удерживая сопло 508 и крышку 608 сопла. Крышка 608 сопла может ограничивать сквозное отверстие 610 для прохождения кончика 544 сопла.
[00107] В еще одном варианте осуществления сопло 508 может дополнительно включать в себя шайбу 606, которая может быть использована для выравнивания давления в области контакта между соплом 508 и крышкой 608 сопла.
[00108] В варианте осуществления, по меньшей мере, часть трубки 504 для нити может быть охвачена охлаждающей камерой 502 и, по меньшей мере, другая часть трубки 504 для нити может быть охвачена соплом 508. Чтобы достичь сопла 508, нить 106 может проходить через трубку 504 для нити. Нить 106 нагревается и расплавляется в сопле 508.
[00109] В варианте осуществления трубка 504 для нити имеет более низкую теплопроводность по сравнению с соплом 508, а охлаждающая камера 502 имеет более высокую теплопроводность по сравнению с трубкой 504 для нити. Например, охлаждающая камера 502 может быть изготовлена из алюминия, а трубка 504 для нити и изоляция 506 трубки для нити могут быть изготовлены из нержавеющей стали. Кроме того, сопло может быть изготовлено из латуни.
[00110] ФИГ. 7А и 7В представляют собой примерную иллюстрацию системы 102 для экструдирования и втягивания нити 106 в машине 100 для послойного синтеза изделий согласно варианту осуществления. Как показано на ФИГ. 7А, нить 106 может быть введена в систему 102 в направлении 702. Персонал, эксплуатирующий машину 100 для послойного синтеза изделий, может включить двигатель 312, чтобы шестерня 306 вращалась в направлении 704 по часовой стрелке. Это позволяет вращать прижимной ролик 304 в направлении 706 против часовой стрелки. Вращение прижимного ролика 304 и шестерни 306 может способствовать тому, что узел 202 экструзии нити выдавливает нить 106 в направлении 702 в выступающий участок 402 держателя 204 сопла. Поскольку выступающий участок 402 находится близко к точке сопряжения прижимного ролика 304 и шестерни 306, нить 106 испытывает наименее возможное внешнее воздействие, выходя из узла 202 экструзии нити в выступающий участок 402 держателя 204 сопла. Это помогает поддерживать натяжение нити 106 и устраняет любые провисания нити 106. Непрерывное вращение двигателя 312 позволяет продолжить выдавливание нити 106 в охлаждающую камеру 502 узла 206 сопла. Нить 106 может проходить через уплотнительное кольцо 514 в отверстие 510 охлаждающей камеры 502. Такое расположение выступающего участка 402 вблизи сопряжения прижимного ролика 304 и шестерни 306, сквозного отверстия 404 (держателя 204 сопла), уплотнительного кольца 514 и отверстия 510 (охлаждающей камеры 502) обеспечивает воздухонепроницаемый тракт для прохождения нити 106. Нагреватель 602 узла 206 сопла способен расплавить нить 106. Расплавленная нить 106 может проходить через кончик 544 сопла и далее укладываться на столе 528 для печати.
[00111] Укладка расплавленной нити 106 на стол 528 для печати, возможно, в какой-то момент должна быть на мгновение остановлена, чтобы система 102 могла переместиться из одной точки в другую, или возникает потребность прекратить укладку расплавленной нити 106, когда уже достигнута требуемая форма изделия. Например, как показано на ФИГ. 7В, система 102 способна нанести слой 716 расплавленной нити 106 на стол 528 для печати от точки 718 до другой точки 720. Чтобы система 102 нанесла еще один слой расплавленной нити 106, системе 102 может потребоваться вернуться назад в точку 718 из точки 720. Во время этого процесса для эффективной и результативной печати может потребоваться, чтобы система 102 перемещалась из точки 720 обратно в точку 718 без пролива или утечки расплавленной нити 106 из кончика 544 сопла на стол 528 для печати. Герметичная воздухонепроницаемая компоновка системы 102 обеспечивает минимальный отвод нити 106 в направлении 708. В этот момент шестерня 306 может вращаться в направлении 710 против часовой стрелки, и, соответственно, прижимной ролик 304 может вращаться в направлении 712 по часовой стрелке. Герметичная компоновка системы 102 может уменьшить требуемый ход втягивания нити 106, что приводит к уменьшению времени печати и повышению механической производительности машины 100 для послойного синтеза изделий. Герметичная воздухонепроницаемая компоновка системы 102 дополнительно исключает вероятность утечки и пролива расплавленной нити 106 с кончика 512 сопла. Герметичная воздухонепроницаемая компоновка системы 102 дополнительно может поддерживать постоянное натяжение нити 106.
ОХЛАДИТЕЛЬ 802:
[00112] Теперь встроенная охлаждающая система 108 и связанные с ней части будут описаны более подробно.
[00113] Встроенная охлаждающая система 108 машины 100 для послойного синтеза изделий может подавать холодный воздух для отверждения расплавленной нити 106, укладываемой на стол 528 для печати машины 100 для послойного синтеза изделий, с помощью охладителя 802. ФИГ. 9А представляет собой вид с пространственным разделением деталей охладителя 802 согласно варианту осуществления. Охладитель 802 может ограничивать, по меньшей мере, одно отверстие 902 для прохождения атмосферного воздуха. В варианте осуществления такое отверстие может быть сквозным отверстием 902. Атмосферный воздух может всасываться в отверстие 902 с помощью вентилятора 804 обдува (подробно объяснено для вентилятора 804 обдува). Охладитель 802 может дополнительно ограничивать два отверстия 906 для приема множества охлаждающих каналов 904. Охлаждающие каналы 904 могут быть присоединены к вентилятору 804 обдува с использованием одного из нескольких доступных механизмов крепления. В настоящем варианте осуществления для присоединения охлаждающих каналов 904 к охладителю 802 может быть использован соединительный шланг 908.
[00114] В варианте осуществления охладитель 802 может быть присоединен к охлаждающему механизму (не показан на рисунке) с использованием охлаждающих каналов 904. Механизм охлаждения может использоваться для охлаждения жидкости и подачи холодной жидкости в охладитель 802 с помощью одного из двух каналов 904 охлаждения. Механизм охлаждения может дополнительно принимать горячую жидкость из охладителя 802 через другой охлаждающий канал 904, охлаждать ее и отправлять обратно, используя охлаждающий канал 904. То есть охлаждающий механизм способен обеспечить рециркуляцию жидкости.
[00115] В другом варианте осуществления механизм охлаждения может отводить горячую жидкость, которая поступает от охладителя 802, и способен обеспечить циркуляцию свежей холодной жидкости в охладителе 802.
[00116] В одном варианте осуществления механизм охлаждения может представлять собой любой вариант, не ограничиваясь только перечисленным, термоэлектрического охладителя, испарительного охладителя или любое другое средство, которые могут быть использованы для охлаждения жидкостей. Жидкость может быть в газообразном или жидком агрегатном состоянии. Например, используемой жидкостью могут быть хладагент, жидкий азот и т.д.
[00117] ФИГ. 9В представляет собой ортогональную проекцию охладителя 802 с обозначенной линией сечения В-В согласно варианту осуществления.
[00118] ФИГ. 9С представляет собой вид в разрезе охладителя 802 по линии сечения В-В (показанной на ФИГ. 9В) согласно варианту осуществления. Охладитель 802 может ограничивать полость 910 для прохождения холодной жидкости. В варианте осуществления полость 910 может быть просверлена, и полученное в результате отверстие 914 (показанное на ФИГ. 9А) может быть заглушено с помощью пробки 912 (также показана на ФИГ. 9А).
[00119] В варианте осуществления холодная жидкость, циркулирующая через полость 910 охладителя 802, может поглощать тепло от охладителя 802 и охлаждать охладитель 802. В варианте осуществления охладитель 802 может быть изготовлен из алюминия или любого другого материала, который способен обеспечить более эффективное и более быстрое охлаждение охладителя 802.
ВЕНТИЛЯТОР 804 ОБДУВА:
[00120] Встроенная охлаждающая система 108 может всасывать атмосферный воздух через отверстие 902 охладителя 802 и направлять его в нагнетательный канал 806 с помощью вентилятора 804 обдува. ФИГ. 10А и 10В представляют собой вид с пространственным разделением деталей охладителя 802 и вентилятора 804 обдува, соединенных с монтажным блоком 310 с помощью задней пластины 1004, согласно варианту осуществления. Вентилятор 804 обдува может включать в себя вентилятор 1020 (также показанный на ФИГ. 10D) для всасывания атмосферного воздуха через охладитель 802 и подачи холодного воздуха в нагнетательный канал 806. Задняя пластина 1004 может использоваться для крепления вентилятора 804 обдува и охладителя 802 к держателю 204 сопла с помощью монтажного блока 310.
[00121] В варианте осуществления вентилятор 804 обдува может включать в себя два выступа 1008, расположенных диаметрально противоположно друг другу. Каждый из двух выступов 1008 может ограничивать резьбовое отверстие. Задняя пластина 1004 и охладитель 802 могут ограничивать резьбовые отверстия 1016 и 1024, соответственно, так, что резьбовые отверстия 1016, 1024 ориентированы вдоль той же оси, что и ось выступов 1008. Выступы 1008 и резьбовые отверстия 1016, 1024 могут быть выполнены с возможностью прохождения винтов 1006. Задняя пластина 1004, охладитель 802 и вентилятор 804 обдува могут удерживаться вместе путем затягивания винтов 1006.
[00122] В варианте осуществления каждый из монтажных блоков 310 может ограничивать набор из трех сквозных резьбовых отверстий 1012, через которые должны проходить винты 1010. Держатель 204 сопла может ограничивать два набора из трех отверстий 1014 так, что ось отверстий 1014 проходит вдоль той же линии, что и у сквозных отверстий 1012. Резьбовые сквозные отверстия 1012 и отверстия 1014 могут быть выполнены с возможностью прохождения через них винтов 1010. Монтажный блок 310 может быть прикреплен к держателю 204 сопла с помощью винтов 1010.
[00123] В варианте осуществления задняя пластина 1004 может дополнительно ограничивать два сквозных резьбовых отверстия 1018 для сквозного прохождения винтов 1021. Каждый монтажный блок 310 может ограничивать отверстие 1022 так, что ось отверстия 1022 проходит по одной линии с одним из сквозных отверстий 1018 задней пластины 1004. Задняя пластина 1004 и монтажный блок 310 могут быть соединены вместе с помощью винтов 1021.
[00124] ФИГ. 10С представляет собой изометрическую проекцию охладителя 802 и вентилятора 804 обдува, присоединенных к держателю 204 сопла и монтажным блокам 310 с использованием задней пластины 1004, согласно варианту осуществления.
[00125] ФИГ. 10D представляет собой изометрическую проекцию вентилятора 804 обдува согласно варианту осуществления. Вентилятор 804 обдува может включать в себя вентилятор 1020 для всасывания атмосферного воздуха. В варианте осуществления вентилятор 1020 может всасывать атмосферный воздух в вентилятор 804 обдува через отверстие 902 охладителя 802. Охладитель 802 может охлаждаться за счет рассеивания тепла в охлаждающей жидкости, циркулирующей в нем. Атмосферный воздух, проходящий через отверстие 902 охладителя 802, может рассеивать тепло в охладитель 802 и охлаждаться за счет этого. Холодный воздух проходит на вентилятор 804 обдува. Вентилятор 804 обдува может направлять холодный воздух в нагнетательный канал 806 через отверстие 1018. Тепло, поглощенное атмосферным воздухом, уносится холодной жидкостью через охлаждающий канал 904 обратно в охлаждающий механизм.
[00126] В варианте осуществления вентилятор 804 обдува может быть изготовлен из материала, который имеет высокую теплопроводность, вследствие чего тепло передается к охладителю 802 и воздух уже является холодным, когда поступает в вентилятор 804 обдува.
НАГНЕТАТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ 806:
[00127] Встроенная охлаждающая система 108 может подавать холодный воздух на стол 528 для печати машины 100 для послойного синтеза изделий, обеспечивая отверждение расплавленной нити 106 с помощью нагнетательного канала 806. ФИГ. 11А представляет собой изометрическую проекцию нагнетательного канала 806 согласно варианту осуществления. Нагнетательный канал 806 может включать в себя соединительный канал 1104 для соединения нагнетательного канала 806 с вентилятором 804 обдува. Соединительный канал 1104 может дополнительно включать в себя отверстие 1108, которое может быть присоединено к отверстию 1018 вентилятора 804 обдува.
[00128] В варианте осуществления нагнетательный канал 806 может ограничивать арку 1102, которая может окружать по периферии узел 206 сопла машины 100 для послойного синтеза изделий. Нагнетательный канал 806 может ограничивать множество вентиляционных отверстий 1106 для выхода холодного воздуха из нагнетательного канала 806.
[00129] В варианте осуществления множество вентиляционных отверстий 1106 могут быть расположены под углом так, что холодный воздух, выходящий из множества вентиляционных отверстий 1106, может сходиться к области 1110 на столе 528 для печати (показан прозрачным для облегчения понимания) машины 100 для послойного синтеза изделий, на котором укладывается расплавленная нить 106. В настоящем варианте осуществления холодный воздух выходит из множества вентиляционных отверстий 1106 в направлении 1112, образуя область 1110, внутри которой расплавленная нить 106 укладывается на столе 528 для печати.
[00130] В варианте осуществления нагнетательный канал 806 может включать в себя датчик 1114 температуры, как показано на ортогональной проекции на ФИГ. 11В. Датчик 1114 температуры может определять температуру холодного воздуха, выходящего из нагнетательного канала 806 через вентиляционные отверстия 1106.
[00131] В другом варианте осуществления контроллер 110 (показан на ФИГ. 1) машины 100 для послойного синтеза изделий может принимать сигналы, указывающие температуру холодного воздуха, выходящего из нагнетательного канала 806, определенную датчиком 1114 температуры. Контроллер 110 может управлять механизмом охлаждения и в процессе работы изменять температуру холодного воздуха, выходящего из вентиляционных отверстий 1106, до требуемого уровня.
[00132] В каком-либо варианте осуществления холодный воздух может собирать некоторое тепло в процессе отверждения расплавленной нити 106. Однако температура холодного воздуха, даже после поглощения тепла от расплавленной нити 106, может быть намного ниже, чем температура атмосферного воздуха. Следовательно, потребление электроэнергии может быть снижено за счет охлаждения холодным воздухом, выходящим из вентиляционных отверстий 1106, по сравнению с охлаждением атмосферным воздухом.
[00133] В варианте осуществления во встроенной охлаждающей системе 108 машины 100 для послойного синтеза изделий может быть использован всасывающий вентилятор 808, как показано на ФИГ. 12А, обеспечивающий всасывание холодного воздуха, который может быть направлен нагнетательным каналом 806 на стол 528 для печати. Всасывающий вентилятор 808 может быть расположен рядом с охладителем 802 так, что сторона всасывания 1202 всасывающего вентилятора 808 может быть обращена к столу 528 для печати, чтобы всасывать холодный воздух, нагнетаемый на стол 528 для печати нагнетательным каналом 806. Всасывающий вентилятор 808 может нагнетать холодный воздух через выпускную сторону 1220. Холодный воздух может подаваться всасывающим вентилятором 808 перед охладителем 802, в результате чего вентилятор 804 обдува всасывает этот воздух. За счет этого может быть уменьшена нагрузка от охлаждения атмосферного воздуха.
[00134] ФИГ. 12В представляет собой вид с пространственным разделением деталей охладителя 802, вентилятора 804 обдува, всасывающего вентилятора 808 и патрубка 1204 согласно варианту осуществления. При всасывании холодного воздуха, подаваемого на стол 528 для печати, всасывающий вентилятор 808 также может всасывать воздух комнатной температуры. Следовательно, для эффективного охлаждения патрубок 1204 может быть использован для направления холодного воздуха, подаваемого на стол 528 для печати, на всасывающий вентилятор 808.
[00135] Соединительный конец 1208 патрубка 1204 может быть использован для присоединения патрубка 1204 ко всасывающему вентилятору 808. Другой конец 1216 патрубка 1204 может открываться на стол 528 для печати. Соединительный конец патрубка 1204 может включать в себя выступы 1222, которые могут ограничивать отверстие для сквозного прохождения винтов 1224. Охлаждающий вентилятор 808 может ограничивать отверстия 1210 (показанные на ФИГ. 12А) так, что ось отверстий 1210 может совпадать с осью отверстий, ограниченных выступами 1222. Кроме того, охладитель 802 может ограничивать отверстия 1206 так, что ось отверстия 1206 совпадает с осью отверстия 1210, ограниченного охлаждающим вентилятором 808.
[00136] ФИГ. 13 представляет собой вид в сборе охлаждающего вентилятора 808, патрубка 1204, присоединенных к охладителю 802 согласно варианту осуществления. Охлаждающий вентилятор 808 может быть прикреплен к охладителю 802 с помощью набора винтов 1224.
[00137] ФИГ. 14А представляет собой вид в сборе охлаждающего вентилятора 808 с колпаком 1402 и патрубка 1204, присоединенных к охладителю 802, согласно варианту осуществления. Колпак 1402 может быть прикреплен к охлаждающему вентилятору 808 для направления холодного воздуха, всасываемого охлаждающим вентилятором 808, в отверстие 902 охладителя 802 с использованием отверстия 1404 (показанного на ФИГ. 12В).
[00138] ФИГ. 14В представляет собой вид в сборе канала 1406 рециркуляции, присоединенного к нагнетательному каналу 806, согласно варианту осуществления. С помощью соединителя 1408 канал 1406 рециркуляции может быть присоединен к арке 1102, ограниченной нагнетательным каналом 806. Соединитель 1408 может открываться в нагнетательный канал 806 так, что часть холодного воздуха, проходящего через нагнетательный канал, может поступать в канал 1406 рециркуляции через соединитель 1408. Канал 1406 рециркуляции может быть расположен таким образом, что один его конец прикреплен к соединителю 1408, а другой конец открывается в отверстие 902, ограниченное охладителем 802. Часть холодного воздуха, проходящая через канал 1406 рециркуляции, может быть направлена в отверстие 902 охладителя 802 для всасывания вентилятором 804 обдува.
[00139] ФИГ. 15 иллюстрирует примерную встроенную охлаждающую систему 108, обеспечивающую охлаждение и мгновенное отверждение расплавленной нити 106, укладываемой на столе 528 для печати машины 100 для послойного синтеза изделий, согласно варианту осуществления. Вентилятор 804 обдува может всасывать атмосферный воздух через охладитель 802. Воздух, проходящий через охладитель 802, может охлаждаться благодаря холодной жидкости, циркулирующей внутри охладителя 802. Вентилятор 804 обдува может подавать воздух, охлажденный охладителем 802, в нагнетательный канал 806 через соединительный канал 1104. Холодный воздух может выходить из нагнетательного канала 806 через вентиляционные отверстия 1106, причем эти вентиляционные отверстия 1106 расположены под углом так, что холодный воздух сходится, образуя область 1110 вокруг расплавленной нити 106, укладываемой на столе 528 для печати. В настоящем варианте осуществления холодный воздух может выходить из вентиляционных отверстий 1106 в направлении 1112. Холодный воздух после отверждения расплавленной нити 106 может всасываться обратно охлаждающим вентилятором 808 с использованием патрубка 1204.
[00140] ФИГ. 16А представляет собой изометрическую проекцию машины 100 для послойного синтеза изделий согласно варианту осуществления. В одном варианте осуществления машина 100 для послойного синтеза изделий может дополнительно включать в себя кожух 112. Кожух 112 может быть жесткой обшивкой, которая ограждает и защищает систему 102 и встроенную охлаждающую систему 108.
[00141] ФИГ. 16В представляет собой изометрическую проекцию машины 1602 для послойного синтеза изделий согласно варианту осуществления. Встроенная охлаждающая система 108 может быть присоединена к любым существующим машинам для послойного синтеза изделий или к обычной машине 1602 для послойного синтеза изделий, как показано на фиг. 16В. Обычная машина 1602 для послойного синтеза изделий, показанная здесь, имеет неподвижную раму, внутри которой узел 1608 сопла перемещается в поперечном направлении.
[00142] Соответственно, в каком-либо варианте осуществления встроенная охлаждающая система 108 может быть универсально адаптируемой системой, которая может быть присоединена к любым машинам для послойного синтеза изделий, уже существующим или тем, которые могут стать доступными в ближайшем будущем, для охлаждения расплавленной нити, укладываемой на столе для печати машины для послойного синтеза изделий.
[00143] Также в существующих машинах для послойного синтеза изделий нет настраиваемого универсального охлаждающего механизма, обеспечивающего охлаждение расплавленной нити, укладываемой на столе для печати.
НЕСУЩАЯ НАПРАВЛЯЮЩАЯ 1702:
[00144] Теперь более подробно опишем систему 112 перемещения для обеспечения перемещения, по меньшей мере, узла 206 сопла и стола 528 для печати, а также связанных с ними частей.
[00145] Система 112 перемещения способна перемещать, по меньшей мере, узел 206 сопла по требуемой оси с использованием первой несущей направляющей 1702. В варианте осуществления требуемой осью может быть ось «у» или любая ось, которая может быть параллельной поверхности стола 528 для печати. Любые оси, упомянутые до настоящего момента или те, которые могут быть упомянутыми в дальнейшем, предназначены только для иллюстративных целей и не должны рассматриваться как ограничивающие. В иллюстративных целях требуемая ось, или ось «у», далее может упоминаться как первая ось 1708 (показана на ФИГ. 17). ФИГ. 18 представляет собой вид с пространственным разделением деталей первой несущей направляющей 1702, согласно варианту осуществления. Первая несущая направляющая 1702 может включать в себя узел 1802 ременной передачи, систему 1804 каретки и, по меньшей мере, три основных стержня 1806. Три основных стержня 1806 могут быть расположены так, что ось трех основных стержней 1806 может быть параллельной первой оси 1708 и три основных стержня 1806 могут ограничивать треугольное сечение. Три основных стержня 1806 могут удерживаться на своем месте с использованием первой фиксирующей пластины 534 и второй фиксирующей пластины 1808.
[00146] Дополнительно на ФИГ. 17 показаны три взаимно перпендикулярные оси, относящиеся к машине 100 для послойного синтеза изделий, а именно, первая ось 1708, вторая ось 1710 и третья ось 1712.
[00147] ФИГ. 19А представляет собой вид с пространственным разделением деталей первой фиксирующей пластины 534 согласно варианту осуществления. Передняя поверхность 1908 первой фиксирующей пластины 534 может ограничивать, по меньшей мере, три отверстия 1902 для размещения одного конца трех основных стержней 1806. Кроме того, первая фиксирующая пластина 534 может ограничивать три сквозных отверстия 1904 вдоль кромки так, что оси трех сквозных отверстий 1904 могут быть перпендикулярны осям трех отверстий 1902 и каждое из трех сквозных отверстий 1904 может продолжаться в каждое из трех отверстий 1902, ограниченных на передней поверхности 1908 первой фиксирующей пластины 534. Три штифта 1906, которые могут проходить через три сквозных отверстия 1904, ограниченных на первой фиксирующей пластине 534, могут использоваться для крепления трех основных стержней 1806, когда три таких основных стержня 1806 установлены в трех отверстиях 1902.
[00148] ФИГ. 19В представляет собой вид с пространственным разделением деталей второй фиксирующей пластины 1808 согласно варианту осуществления. Вторая фиксирующая пластина 1808 может ограничивать, по меньшей мере, три отверстия 1902 для размещения другого конца трех основных стержней 1806. Кроме того, вторая фиксирующая пластина 1808 может ограничивать три сквозных отверстия 1904 вдоль кромки так, что оси трех сквозных отверстий 1904 могут быть перпендикулярны осям трех отверстий 1902 и каждое из трех сквозных отверстий 1904 может продолжаться в каждое из трех отверстий 1902, ограниченных на второй фиксирующей пластине 1808. Три штифта 1906, которые могут проходить через три сквозных отверстия 1904, ограниченных на второй фиксирующей пластине 1808, могут использоваться для крепления трех основных стержней 1806, когда три таких основных стержня 1806 установлены в трех отверстиях 1902.
[00149] Три основных стержня 1806 могут удерживаться на своем месте и крепиться между отверстиями 1902, ограниченными на первой фиксирующей пластине 534 и второй фиксирующей пластине 1808. Треугольное расположение трех основных стержней 1806 может обеспечить жесткость первой несущей направляющей 1702, а также позволяет предотвратить скручивание первой несущей направляющей 1702. Кроме того, объединенная масса системы 102 и встроенной охлаждающей системы 108 на одном конце первой несущей направляющей 1702 может привести к прогибу первой несущей направляющей 1702. Даже небольшой прогиб в первой несущей направляющей 1702 может снизить производительность машины 100 для послойного синтеза изделий. Треугольное расположение трех основных стержней 1806 может уменьшить прогиб первой несущей направляющей 1702, обеспечивая необходимую жесткость, чтобы она всегда оставалась параллельной столу 528 для печати.
[00150] В другом варианте осуществления первая несущая направляющая 1702 может включать в себя более трех основных стержней 1806. Эти более трех основных стержней 1806 могут быть расположены параллельно первой оси 1708, при этом основные стержни 1806 могут иметь треугольное сечение.
ВТОРАЯ НЕСУЩАЯ НАПРАВЛЯЮЩАЯ 1704:
[00151] Система 112 перемещения способна перемещать, по меньшей мере, узел 206 сопла по требуемой оси с использованием второй несущей направляющей 1704. В варианте осуществления требуемой осью может быть ось «z» или любая ось, которая может быть перпендикулярной поверхности стола 528 для печати. В иллюстративных целях требуемая ось, или ось «z», далее может упоминаться как вторая ось 1710. ФИГ. 20 представляет собой вид с пространственным разделением деталей второй несущей направляющей 1704 согласно варианту осуществления. Вторая несущая направляющая 1704 может включать в себя систему 1804 каретки, по меньшей мере, три вспомогательных стержня 2002 и ходовой винт 2004. Три вспомогательных стержня 2002 могут быть расположены таким образом, что оси трех вспомогательных стержней 2002 могут быть параллельными второй оси 1710 и три вспомогательных стержня 2002 могут ограничивать треугольное сечение. Три вспомогательных стержня 2002 могут удерживаться на месте с помощью фиксирующей пластины 2006 и крепления 2008 двигателя.
[00152] ФИГ. 21 представляет собой вид с пространственным разделением деталей фиксирующей пластины 2006 согласно варианту осуществления. Фиксирующая пластина 2006 может ограничивать, по меньшей мере, три отверстия 2102 для размещения одного конца трех вспомогательных стержней 2002. Кроме того, фиксирующая пластина 2006 может ограничивать три сквозных отверстия 2104 вдоль кромки так, что оси трех таких сквозных отверстий 2104 могут быть перпендикулярными осям трех отверстий 2102, при этом каждое из трех сквозных отверстий 2104 может продолжаться в каждое из трех отверстий 2102, ограниченных фиксирующей пластиной 2006. Три штифта 2106, которые могут проходить через три сквозных отверстия 2104, ограниченных фиксирующей пластиной 2006, могут использоваться для крепления трех вспомогательных стержней 2002, когда три таких вспомогательных стержня 2002 установлены в трех отверстиях 2102. Фиксирующая пластина 2006 может дополнительно ограничивать сквозное отверстие 2108 для прохождения одного конца ходового винта 2004. Кроме того, вторая несущая направляющая 1704 может дополнительно включать в себя колпак 2010, который может закрывать фиксирующую пластину 2006. Колпак 2010 может ограничивать сквозное отверстие 2110 для прохождения ходового винта 2004. Гайка 2112 (показана на ФИГ. 20) может быть использована для перемещения по резьбе ходового винта 2004 до колпака 2010.
[00153] ФИГ. 22 представляет собой вид с пространственным разделением деталей крепления 2008 двигателя согласно варианту осуществления. Крепление 2008 двигателя может ограничивать три отверстия 2202 для установки другого конца трех вспомогательных стержней 2002. Крепление 2008 двигателя также может ограничивать полость 2204 для размещения двигателя 2206. Кроме того, крепление 2008 двигателя может ограничивать сквозное отверстие 2208, которое может открываться к двигателю 2206. Другой конец ходового винта 2004 может проходить через сквозное отверстие 2208 и может быть соединен с электродвигателем 2206. Крепление 2008 двигателя может дополнительно ограничивать четыре сквозных отверстия 2210 для прохождения винтов 2212. Двигатель 2206 может ограничивать четыре отверстия 2214, при этом ось четырех таких отверстий 2214 может совпадать с осью четырех сквозных отверстий 2210, ограниченных креплением 2008 двигателя. Двигатель 2206 может быть присоединен к креплению двигателя 2008 с помощью винтов 2212. Кроме того, крепление 2008 двигателя может ограничивать вдоль кромки четыре сквозных отверстия 2216 для прохождения винтов 2218.
[00154] Три вспомогательных стержня 2002 могут удерживаться на своем месте и крепиться между отверстиями 2102, ограниченными на фиксирующей пластине 2006, и отверстиями 2202, ограниченными на креплении 2008 двигателя. Треугольное расположение трех вспомогательных стержней 2002 может гарантировать отсутствие момента рыскания, обусловленного скручиванием относительно второй оси 1710. Это может помочь ослабить скручивание вспомогательных стержней 2002. Это также может помочь ослабить скручивание основных стержней 1806.
СИСТЕМА 1804 КАРЕТКИ:
[00155] Система 112 перемещения позволяет первой несущей направляющей 1702 перемещаться вперед и назад вдоль первой оси 1708 и также позволяет первой несущей направляющей 1702 перемещаться вверх и вниз по второй несущей направляющей 1704 вдоль второй оси 1710 при помощи системы 1804 каретки. ФИГ. 23А представляет собой ортогональную проекцию системы 1804 каретки с обозначенными линиями сечения С-С и сечения D-D согласно варианту осуществления. Система 1804 каретки может иметь Н-образную или I-образную конструкцию и включать в себя электродвигатель 2302. Система 1804 каретки может быть расположена таким образом, что сердцевина 2304 системы 1804 каретки может быть ориентирована вдоль первой оси 1708, а два фланца 2306 могут быть перпендикулярны первой оси 1708 и ориентированы вдоль третьей оси 1712. В варианте осуществления одна сторона сердцевины 2304 может включать в себя выступ 2308, при этом такой выступ 2308 может представлять собой L-образный выступ 2308, ограничивающий отверстие 2310 так, что ось отверстия 2310 может быть расположена вдоль второй оси 1710. В некоторых вариантах осуществления отверстие 2310 может быть сквозным отверстием 2310.
[00156] ФИГ. 23В представляет собой вид в разрезе системы 1804 каретки по линии сечения С-С (как показано на ФИГ. 23А) согласно варианту осуществления. L-образный выступ 2308 системы 1804 каретки может ограничивать отверстие 2312 так, что ось отверстия 2312 может быть расположена вдоль первой оси 1708. В некоторых вариантах осуществления отверстие 2312 может быть сквозным отверстием 2312.
[00157] ФИГ. 24А представляет собой изометрическую проекцию системы 1804 каретки согласно варианту осуществления. Каждый фланец 2306 системы 1804 каретки может ограничивать два отверстия 2402 для прохождения двух из трех основных стержней 1806. Кроме того, два фланца 2306 могут ограничивать отверстие 2404 в каждом так, что два отверстия 2404 перпендикулярны отверстию 2402. Два из трех вспомогательных стержней 2002 могут проходить через два отверстия 2404. Третий вспомогательный стержень 2002 может проходить через сквозное отверстие 2310, ограниченное выступом 2308.
[00158] ФИГ. 24В представляет собой вид в разрезе системы 1804 каретки по линии сечения D-D (как показано на ФИГ. 23А) согласно варианту осуществления. Сердцевина 2304 системы 1804 каретки может ограничивать отверстие 2406 для прохождения ходового винта 2004. В некоторых вариантах осуществления отверстие 2406 может быть сквозным отверстием 2406.
[00159] В одном варианте осуществления сердцевина 2304 системы 1804 каретки может включать в себя выступ 2408 так, что резьбовое сквозное отверстие 2406 может продолжаться в выступ 2408. В еще одном варианте осуществления система 1804 каретки может ограничивать квадратную гайку 2410 (также показанную на ФИГ. 24А), закрывающую выступ 2408. В некоторых вариантах осуществления отверстие 2406
[00160] ФИГ. 25 представляет собой вид с пространственным разделением деталей системы 1804 каретки вместе с двигателем 2302, согласно варианту осуществления. Система 1804 каретки может включать в себя восемь втулок 2502, причем каждая из восьми втулок 2502 может входить в каждое из восьми сквозных отверстий 2310, 2312, 2402, 2404, ограниченных системой 1804 каретки. Втулки 2502 могут ограничивать сквозное отверстие для прохождения одного из основных стержней 1804 и вспомогательных стержней 2002. В варианте осуществления система 1804 каретки может ограничивать восемь сквозных отверстий 2504 так, что ось восьми сквозных отверстий 2504 может быть перпендикулярна оси восьми сквозных отверстий 2310, 2312, 2402, 2404, ограниченных для прохождения втулок 2052, и каждое из восьми таких сквозных отверстий 2504 может продолжаться в каждое из восьми сквозных отверстий 2310, 2312, 2402, 2404, ограниченных для прохождения втулок 2502. Восемь штифтов 2506, которые могут проходить через восемь сквозных отверстий 2504, могут использоваться для затягивания восьми втулок 2502 внутри восьми сквозных отверстий 2310, 2312, 2402, 2404.
[00161] В варианте осуществления восемь сквозных отверстий 2504 могут быть сквозными резьбовыми отверстиями и восемь штифтов 2506 могут быть винтами с внутренним шестигранником, которые могут использоваться для затягивания втулок 2502 и, как следствие, для ограничения перемещения таких втулок 2502.
[00162] ФИГ. 26 представляет собой ортогональную проекцию системы 1804 каретки согласно варианту осуществления. Система 1804 каретки может ограничивать выемку 2602 для двигателя 2302, который должен быть присоединен к системе 1804 каретки. Система 1804 каретки может дополнительно ограничивать пару отверстий 2604 для прохождения винтов 2606 (показанных на ФИГ. 25). Несущая пластина 3210 (которая будет рассмотрена далее, в разделе узла 1802 ременной передачи) может быть прикреплена к выемке 2602 с помощью винтов 2606.
[00163] В каком-либо варианте осуществления двигатель 2206 может вращать ходовой винт 2004, который, в свою очередь, может перемещать систему 1804 каретки вверх и вниз вдоль второй оси 1710 в зависимости от направления вращения ходового винта 2004. Перемещение системы 1804 каретки вдоль второй оси 1710 означает, что первая несущая направляющая 1702 вместе с системой 102 и встроенной охлаждающей системой 108 может перемещаться вдоль второй оси 1710. Вращение ходового винта 2004 в резьбовом сквозном отверстии 2406, ограниченном системой 1804 каретки, может иметь тенденцию к повороту системы 1804 каретки. Квадратная гайка 2410, которая окружает выступ 2408, может предотвращать поворот системы 1804 каретки.
[00164] В варианте осуществления система 1804 каретки может согласовывать усилия и моменты, действующие относительно продольной, поперечной и вертикальной осей, в пределах заданного ограничения, и способна обеспечивать плавное перемещение вдоль и поворот вокруг первой оси 1708 и второй оси 1710.
[00165] В варианте осуществления система 1804 каретки может включать в себя оптический датчик, который может формировать сигналы для перемещения основных стержней 1806 вдоль первой оси 1708.
НЕСУЩАЯ НАПРАВЛЯЮЩАЯ 1706 ОСНОВАНИЯ:
[00166] Система 112 перемещения позволяет перемещать стол 528 для печати по требуемой оси при помощи несущей направляющей 1706 основания. В варианте осуществления требуемой осью может быть ось «х» или любая ось, которая может быть параллельной поверхности стола 528 для печати и перпендикулярной первой оси 1708. В иллюстративных целях требуемая ось, или ось «х», далее может упоминаться как третья ось 1712. ФИГ. 27 представляет собой вид с пространственным разделением деталей несущей направляющей 1706 основания согласно варианту осуществления. Несущая направляющая 1706 основания может включать в себя узел 1802 ременной передачи, систему 2702 каретки основания и, по меньшей мере, три стержня 2704 основания. Три стержня 2704 основания могут быть расположены так, что ось трех стержней 2704 основания может быть параллельной третьей оси 1712 и перпендикулярной первой оси 1708, при этом три стержня 2704 основания могут ограничивать треугольное сечение. Три стержня 2704 основания могут удерживаться на месте с помощью двух опорных блоков 2706 стола для печати.
[00167] ФИГ. 28 представляет собой изометрическую проекцию опорного блока 2706 стола для печати, согласно варианту осуществления. Каждый опорный блок 2706 стола для печати может ограничивать четыре отверстия 2802 для поддержки четырех стержней 2704 основания. В настоящем варианте осуществления четыре стержня 2704 основания могут быть расположены так, что образуют треугольное сечение. Опорный блок 2706 стола для печати может дополнительно ограничивать набор отверстий 2806 для размещения конструкций 2804, обеспечивающих поддержку стола 528 для печати. Конструкция 2804 может представлять собой опору, которая может иметь резьбу и нагружение пружиной, которое позволяет регулировать высоту и поглощать ударные нагрузки во время высокоскоростной печати. В другом варианте осуществления конструкция 2804 может представлять собой магнитную опору, с помощью которой стол 528 для печати может быть магнитным способом прикреплен к опорному блоку 2706 стола для печати.
[00168] В другом варианте осуществления стержни 2704 основания могут иметь прикрепленную конструкцию, аналогичную конструкции 2804, на опорном блоке 2706 стола для печати, обеспечивающей поддержку стола 528 для печати.
[00169] В еще одном варианте осуществления каждый из опорных блоков 2706 стола для печати может ограничивать четыре сквозных отверстия так, что ось каждого из этих четырех сквозных отверстий может быть перпендикулярна оси отверстий 2802 и каждое из четырех сквозных отверстий может продолжаться в каждое из четырех отверстий 2802. Кроме того, четыре штифта, которые могут проходить через четыре сквозных отверстия, могут быть использованы для затягивания четырех стержней 2704 основания, когда эти четыре стержня 2704 основания могут быть установлены в четырех отверстиях 2802.
[00170] ФИГ. 29 представляет собой вид с пространственным разделением деталей системы каретки 2702 основания согласно варианту осуществления. Система 2702 каретки основания может иметь Н-образную или I-образную конструкцию. Система 2702 каретки основания может быть расположена таким образом, что сердцевина 2902 системы 2702 каретки основания может быть ориентирована вдоль третьей оси 1712, а два фланца 2904 могут быть перпендикулярны третьей оси 1712 и могут быть параллельны второй оси 1710. Каждый фланец 2904 системы 2702 каретки основания может ограничивать два отверстия 2906 для прохождения двух из четырех стержней 2704 основания.
[00171] В варианте осуществления система 2702 каретки основания может включать в себя четыре втулки 2910, причем каждая из четырех втулок 2910 может входить в каждое из четырех сквозных отверстий 2906, ограниченных системой 2702 каретки основания. Втулки 2910 могут ограничивать сквозное отверстие для прохождения стержней 2704 основания.
[00172] В варианте осуществления система 2702 каретки основания может ограничивать четыре сквозных отверстия так, что ось этих четырех сквозных отверстий может быть перпендикулярна оси четырех сквозных отверстий, 2906, ограниченных для прохождения втулок 2910, и каждое из четырех таких сквозных отверстий может продолжаться в каждое из четырех сквозных отверстий 2906, ограниченных для прохождения втулок 2910. Четыре штифта, которые могут проходить через четыре сквозных отверстия, могут быть использованы для затягивания четырех втулок 2910 и, в свою очередь, стержней 2704 в четырех сквозных отверстиях 2906.
[00173] В варианте осуществления четыре сквозных отверстия могут быть сквозными резьбовыми отверстиями и четыре штифта могут быть винтами с внутренним шестигранником, которые могут использоваться для затягивания втулок 2910 в сквозных отверстиях 2906 и для ограничения перемещения таких втулок 2910.
[00174] ФИГ. 30 представляет собой вид с пространственным разделением деталей системы каретки 2702 основания вместе с несущей пластиной 3210 согласно варианту осуществления. Система 2702 каретки основания может ограничивать пару отверстий 2604 для прохождения винтов 2606. Несущая пластина 3210 (которая будет рассмотрена далее, в разделе узла 1802 ременной передачи) может быть прикреплена к системе 2702 каретки основания с помощью винтов 2606.
[00175] В варианте осуществления система 2702 каретки основания может согласовывать усилия и моменты, действующие относительно продольной, поперечной и вертикальной осей, в пределах заданного ограничения, и способна обеспечивать плавное перемещение вдоль и поворот вокруг третьей оси 1712.
[00176] ФИГ. 31А и 31В представляют собой вид с пространственным разделением деталей системы каретки 2702 основания, несущих стержней 3102 и крепления 2008 двигателя согласно варианту осуществления. Система 2702 каретки основания может ограничивать два отверстия 3104 вдоль передней поверхности 3106 сердцевины 2706 для крепления одного конца двух несущих стержней 3102. Крепление 2008 двигателя может ограничивать два отверстия 3108 так, что ось двух этих отверстий 3108, ограниченных креплением 2008 двигателя, может быть направлена вдоль той же линии, что и ось двух отверстий 3104, ограниченных системой 2702 каретки основания, для крепления другого конца двух несущих стержней 3102. Эти несущие стержни 3102 могут обеспечить жесткость машин 100 для послойного синтеза изделий, а также предотвратить опрокидывание несущей направляющей 1706 основания, когда стол 528 для печати перемещается вдоль третьей оси 1712. Это также может предотвратить опрокидывание машины 100 для послойного синтеза изделий.
УЗЕЛ 1802 РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ:
[00177] Система 112 перемещения может перемещать первую несущую направляющую 1702 (и, в свою очередь, по меньшей мере, узел 206 сопла) и стол 528 для печати по требуемым осям, используя узел 1802 ременной передачи (первый узел 1802 ременной передачи для перемещения первой несущей направляющей 1702 и второй узел 1802 ременной передачи для перемещения стола 528 для печати). ФИГ. 32 представляет собой вид с пространственным разделением деталей узла 1802 ременной передачи, который может быть использован для перемещения первой несущей направляющей 1702 и стола 528 для печати, согласно варианту осуществления. Узел 1802 ременной передачи может включать в себя ремень 3202, шестерню 3204, по меньшей мере, два прижимных ролика 3206 и пару держателей 3208 ремня. Ремень 3202 может быть прикреплен к держателям 3208 ремня. В варианте осуществления держатели 3208 ремня могут быть механизмом удержания и регулировки натяжения ремня, при этом держатель 3208 ремня может ограничивать профилированный вырез с канавками для удержания ремня 3202 на месте. Такой держатель может использоваться для зажимания ремня 3202 и поддержания необходимого натяжения ремня 3202. Шестерня 3204 и два прижимных ролика 3206 могут быть расположены так, что шестерня 3204 будет расположена между двумя прижимными роликами 3206, а их периферийные поверхности могут находиться в контакте друг с другом. Ремень 3202 может проходить между шестерней 3204 и узлом 3206 прижимного ролика так, что ремень 3202 может быть зажат между шестерней 3204 и прижимными роликами 3206. Двигатель 2302 может быть прикреплен к несущей пластине 3210 с помощью четырех винтов 3212. Положение двигателя 2302 может ограничиваться четырьмя отверстиями 3214 для прохождения винтов 3212. Несущая пластина 3210 может ограничивать четыре сквозных отверстия 3216 так, что оси четырех сквозных отверстий 3216 будут расположены вдоль той же линии, что и ось отверстий 3214, ограниченных двигателем 2302. Несущая пластина 3210 также может ограничивать сквозное отверстие 3218 в центре, предназначенное для прохождения шестерни 3204 и ее крепления к двигателю 2302. Прижимные ролики 3206 могут быть прикреплены к несущей пластине 3210 с помощью двух пальцев 3220. Несущая пластина 3210 может ограничивать два отверстия 3222 для прохождения двух пальцев 3220 и крепления прижимных роликов 3206 к несущей пластине 3210.
[00178] В другом варианте осуществления несущая пластина 3210 может ограничивать другой набор сквозных отверстий 3224 для прохождения винтов 2606. Ось набора сквозных отверстий 3224, определяемая несущей пластиной 3210, может совпадать с осью пары отверстий 2604, ограниченных системой 1804 каретки и системой 2702 каретки основания. Часть несущей пластины 3210 может быть помещена в углубление 2602, ограниченное системой 1804 каретки. Винты 2606 могут использоваться для присоединения несущей пластины 3210 к системе 1804 каретки и несущей пластины 3210 к системе 2702 каретки основания.
[00179] ФИГ. 33А представляет собой вид с пространственным разделением деталей держателя 3208 ремня, присоединяемого к первой фиксирующей пластине 534, при этом первая фиксирующая пластина 534 присоединяется к держателю 204 сопла согласно варианту осуществления. В настоящем варианте осуществления ремень 3202 может быть прикреплен к держателям 3208 ремня. Один из держателей 3208 ремня может быть прикреплен к первой удерживающей пластине 534, а другой держатель 3208 ремня может быть прикреплен ко второй удерживающей пластине 1808 с помощью набора винтов 3302. Держатель 3208 ремня может ограничивать пару отверстий 3304 (показаны на ФИГ. 33В) для прохождения винтов 3302. Передняя поверхность 1908 первой фиксирующей пластины 534 может ограничивать паз 3306 для крепления держателя 3208 ремня, а также может ограничивать пару сквозных отверстий 3308 так, что ось пары таких сквозных отверстий 3308 будет направлена вдоль оси пары отверстий 3304, ограниченных держателем 3208 ремня для прохождения винтов 3302. Держатель 3208 ремня может быть помещен в паз 3306, ограниченный на передней поверхности 1908 первой фиксирующей пластины 534, и плотно привинчен с помощью винтов 3302. Держатель 204 сопла может содержать пару выступов 3310. Кроме того, держатель 204 сопла может ограничивать четыре отверстия 3312 для прохождения четырех винтов 3314.
[00180] ФИГ. 33В представляет собой изометрическую проекцию держателя 3208 ремня согласно варианту осуществления. Держатель ремня может ограничивать отверстия 3304 для прохождения винтов 3302.
[00181] ФИГ. 34 представляет собой вид с пространственным разделением деталей первой фиксирующей пластины 534 и держателя 204 сопла согласно варианту осуществления. В варианте осуществления задняя поверхность 3402 первой фиксирующей пластины 534 может ограничивать канавку 3404 по всей ее длине так, что пара выступов 3310 на держателе 204 сопла может входить в канавку 3404, ограниченную первой фиксирующей пластиной 534.
[00182] Первая фиксирующая пластина 534 может ограничивать четыре сквозных отверстия 3406, через которые должны проходить винты 3314. Ось четырех сквозных отверстий 3406, ограниченных первой фиксирующей пластиной 534, может быть направлена вдоль той же линии, что и ось отверстий 3312, ограниченных держателем 204 сопла. Держатель 204 форсунки и первая фиксирующая пластина 534 могут быть соединены таким образом, что пара выступов 3310 на держателе 204 сопла может сопрягаться с канавкой 3404, ограниченной первой фиксирующей пластиной 534, а винты 3314, проходящие через сквозные отверстия 3406, ограниченные первой фиксирующей пластиной 534, и отверстия 3312, ограниченные держателем 204 сопла, могут соединять первую фиксирующую пластину 534 и держатель 204 сопла.
[00183] ФИГ. 35 представляет собой изометрическую проекцию второй фиксирующей пластины 1808, согласно варианту осуществления. Вторая фиксирующая пластина 1808 может ограничивать паз 3306 и два сквозных отверстия 3308, через которые должны проходить винты 3302. Держатель 3208 ремня, который может быть прикреплен ко второй фиксирующей пластине 1808, может ограничивать два отверстия 3304 для крепления винтами 3302. Держатель 3208 ремня, который может быть присоединен ко второй фиксирующей пластине 1808, может быть размещен в пазу 3306, ограниченном второй фиксирующей пластиной 1808, а винты 3302 могут проходить через сквозные отверстия 3308, ограниченные второй фиксирующей пластиной 1808, и могут вкручиваться в отверстия 3304, ограниченные держателем 3208 ремня.
[00184] ФИГ. 36 представляет собой вид с пространственным разделением деталей держателя 3208 ремня, присоединяемого к опорному блоку 2706 стола для печати, согласно варианту осуществления. Держатель 3208 ремня может дополнительно ограничивать пару сквозных отверстий 3602 для прохождения винтов 3604. Опорный блок 2706 стола для печати может ограничивать два сквозных отверстия 3606 так, что оси двух этих сквозных отверстий 3606 будут расположены вдоль той же линии, что и ось отверстий 3602, ограниченных держателем 3208 ремня. Держатель 3208 ремня может быть прикреплен к опорному блоку 2706 стола для печати с помощью винтов 3604.
[00185] В варианте осуществления два держателя 3208 ремня могут быть прикреплены к двум к опорным блокам 2706 стола для печати с помощью винтов 3604. Ремень 3202 может удерживаться на месте двумя держателями 3208 ремня.
[00186] В варианте осуществления, когда электродвигатель 2302 включен, шестерня 3204 может вращаться, что, в свою очередь, может приводить в движение ремень 3202, который может находиться в контакте с шестерней 3204. Это позволяет приводить ремень 3202 в движение вдоль первой оси 1708, и вместе с тем ремень 3202 может перемещать первую фиксирующую пластину 534 и вторую фиксирующую пластину 1808, которые, в свою очередь, могут перемещать первую несущую направляющую 1702 вдоль первой оси 1708. Два прижимных ролика 3206, расположенные по обе стороны шестерни 3204, уменьшают провисание ремня 3202 и обеспечивают необходимое его натяжение без потери крутящего момента и усилия.
[00187] В другом варианте осуществления, когда электродвигатель 2302 включен, шестерня 3204 может вращаться, что, в свою очередь, может приводить в движение ремень 3202, который находиться в контакте с шестерней 3204. Это может приводить в движение ремень 3202 вдоль третьей оси 1712, и, таким образом, ремень 3202 может перемещать опорный блок 2706 стола для печати, который, в свою очередь, может перемещать стол 528 для печати вдоль третьей оси 1712.
[00188] ФИГ. 37 представляет собой вид с пространственным разделением деталей плиты 3702 основания и системы каретки 2702 основания согласно варианту осуществления. В варианте осуществления плита 3702 основания может быть Н-образной или I-образной пластиной, которая может быть выполнена с возможностью крепления и приема всей нагрузки от машины 100 для послойного синтеза изделий. Плита основания может ограничивать набор пазов 3710 для крепления системы 2702 каретки основания. Каждый паз 3710 может ограничивать набор сквозных резьбовых отверстий 3704 для прохождения винтов 3706. Система 2702 каретки основания может ограничивать набор резьбовых сквозных отверстий 3708 так, что ось резьбовых сквозных отверстий 3708 может быть направлена вдоль той же линии, что и ось резьбовых сквозных отверстий 3704, ограниченных пазом 3710 плиты 3702 основания для прохождения винтов 3706. Винты 3706 могут крепить систему 2702 каретки основания и, вместе с ней, несущей направляющей 1706 основания к плите 3702 основания. Кроме того, плита 3702 основания может ограничивать четыре резьбовых сквозных отверстия 3712 так, что ось четырех резьбовых сквозных отверстий 3712 может совпадать с осью четырех резьбовых сквозных отверстий 2216 (показаны на ФИГ. 22), ограниченных креплением 2008 двигателя для прохождения винтов 2218 (показаны на ФИГ. 22). Винты 2218 могут присоединять крепление 2008 двигателя, вторую несущую направляющую 1704 и, вместе с ней, первую несущую направляющую 1702 к плите 3702 основания.
[00189] В варианте осуществления плита 3702 основания может создавать опорную поверхность машины 100 для послойного синтеза изделий, а также может обеспечивать устойчивость машины 100 для послойного синтеза изделий. Плита 3702 основания может быть легкой и жесткой, что позволяет закрепить машину 100 для послойного синтеза изделий на несущей поверхности. Такой несущей поверхностью может быть поверхность стола или пола, на котором расположена машина 100 для послойного синтеза изделий. Плита 3702 основания также способна предотвращать вибрации машины 100 для послойного синтеза изделий, возникающие во время печати.
[00190] ФИГ. 38 представляет собой изометрическую проекцию плиты 3702 основания согласно варианту осуществления. Нижняя сторона 3802 плиты 3702 основания может содержать множество пластиковых подставок 3804. Пластиковые подставки 3804 могут обеспечить простоту в обращении и компактность машины 100 для послойного синтеза изделий. Пластиковые подставки 3804 также могут обеспечивать взаимодействие между машиной 100 для послойного синтеза изделий и поверхностью, на которой она расположена, поглощая энергию, передаваемую от машины 100 для послойного синтеза изделий. Они также могут помочь погасить смещение машины 100 для послойного синтеза изделий во время печати.
[00191] Плита 3702 основания также может помочь в распределении нагрузок от консольного расположения первой несущей направляющей 1702. В другом варианте осуществления плита 3702 основания может быть масштабируемой, чтобы соответствовать требованиям к размерам машины 100 для послойного синтеза изделий.
[00192] В варианте осуществления первая несущая направляющая 1702 и вторая несущая направляющая 1704 могут включать в себя кожух в сборе. ФИГ. 39 представляет собой вид с пространственным разделением деталей кожуха в сборе первой несущей направляющей 1702 согласно варианту осуществления. Кожух в сборе может включать в себя два основных кожуха 3902. Один конец обоих основных кожухов 3902 может быть прикреплен к первой фиксирующей пластине 534 с помощью винтов 3904. Один конец обоих основных кожухов 3902 может ограничивать множество сквозных отверстий 3906, через которые должны проходить винты 3904. Первая фиксирующая пластина 534 может ограничивать множество отверстий 3908 так, что ось отверстия 3908 будет находиться на одной линии с осью сквозного отверстия 3906, ограниченного основными кожухами 3902.
[00193] В варианте осуществления другой конец обоих основных кожухов 3902 может быть прикреплен ко второй фиксирующей пластине 1808 с использованием крышки 3910. Крышка 3910 может закрывать вторую фиксирующую пластину 1808. Крышка 3910 может ограничивать вдоль кромки два сквозных отверстия 3912, точно противоположные друг другу, через которые должны проходить винты 3914. Другой конец обоих основных кожухов 3902 также может ограничивать сквозное отверстие 3916, в каждое из которых проходит винт 3914. Кроме того, вторая фиксирующая пластина 1808 может также ограничивать вдоль кромки два отверстия 3918 для прохождения винта 3914. Сквозные отверстия 3912, 3916 и отверстия 3918 могут быть расположены таким образом, чтобы, по меньшей мере, одно из сквозных отверстий 3912, ограниченных крышкой 3910, сквозное отверстие 3916, ограниченное одним концом основного кожуха 3902, и отверстие 3918, ограниченное второй фиксирующей пластиной 1808, имели оси, направленные вдоль одной линии. Крышка 3910 и основные кожухи 3902 могут быть прикреплены ко второй фиксирующей пластине 1808 с помощью винтов 3914.
[00194] ФИГ. 40 представляет собой вид с пространственным разделением деталей кожуха в сборе второй несущей направляющей 1704 согласно варианту осуществления. Кожух в сборе может включать в себя два вспомогательных кожуха 4002. Один конец обоих вспомогательных кожухов 4002 может быть прикреплен к фиксирующей пластине 2006 с помощью крышки 2010. Крышка 2010 может ограничивать четыре сквозных отверстия 4004, по два сквозных отверстия 4004 на каждой стороне крышки 2010, через которые должны проходить четыре винта 4006. Один конец обоих вспомогательных кожухов 4002 может также ограничивать два сквозных отверстия 4008, каждое из которых предназначено для сквозного прохождения винтов 4006. Кроме того, фиксирующая пластина 2006 может также ограничивать вдоль кромки четыре отверстия 4010, по два с каждой стороны, через которые проходят винты 4006. Сквозные отверстия 4004, 4008 и отверстия 4010 могут быть расположены таким образом, чтобы, по меньшей мере, одно из сквозных отверстий 4004, ограниченное крышкой 2010, сквозное отверстие 4008, ограниченное одним концом вспомогательного кожуха 4002, и отверстие 4010, ограниченное фиксирующей пластиной 2006, имели оси, направленные вдоль одной линии. Крышка 2010 и вспомогательные кожухи 4002 могут быть прикреплены к фиксирующей пластине 2006 с помощью винтов 4006.
[00195] В варианте осуществления другой конец обоих вспомогательных кожухов 4002 может быть присоединен к креплению 2008 двигателя. Крепление 2008 двигателя может ограничивать набор отверстий 4012 для прохождения винтов 4014. Другой конец вспомогательных кожухов 4002 может ограничивать набор сквозных отверстий 4016 для прохождения винтов 4014. Сквозное отверстие 4016 на другом конце вспомогательных кожухов 4002 может быть ограничено так, что его ось будет совпадать с осью отверстия 4012, ограниченного креплением 2008 двигателя. Другой конец вспомогательного кожуха 4002 может быть присоединен к креплению 2008 двигателя с помощью винтов 4014.
[00196] Кожух в сборе (как основные кожухи 3902, так и вспомогательные кожухи 4002) может использоваться для защиты всех деталей от воздействий факторов окружающей среды, обеспечивая сохранность закрытых частей. Он также способен защитить пользователей от опасности защемления движущимися механическими частями, которые расположены внутри кожухов. Кожух в сборе также может защищать расположенные внутри части от пыли.
[00197] В другом варианте осуществления контроллер 110 может быть прикреплен к креплению 2008 двигателя.
[00198] В варианте осуществления размер основных стержней 1806, вспомогательных стержней 2002, стержней 2704 основания и стола 528 для печати может быть изменен для обеспечения широкого диапазона области печати.
[00199] В варианте осуществления после печати могут быть предусмотрены приспособления для снятия стола 528 для печати с несущей направляющей 1706 основания для транспортировки напечатанного изделия в требуемое место.
[00200] В еще одном варианте осуществления машина 100 для послойного синтеза изделий может включать в себя проволочные ограждения, входящие в состав кожуха в сборе. Проволочное ограждение может закрывать провода, соединяющие различные части машины 100 для послойного синтеза изделий, а также провода, соединяющие различные части с контроллером 110.
[00201] Следует отметить, что описанные выше процессы описаны как последовательность этапов; это было сделано исключительно в иллюстративных целях. Соответственно, предполагается, что некоторые этапы могут быть добавлены, некоторые этапы могут быть опущены, порядок этапов может быть изменен или некоторые этапы могут выполняться одновременно.
[00202] Хотя варианты осуществления были описаны со ссылкой на конкретные примерные варианты осуществления, очевидно, что в такие варианты осуществления могут быть внесены различные модификации и изменения без отклонения от расширенной сущности и объема способа и системы, описанных в настоящем документе. Соответственно, описание и чертежи следует рассматривать с иллюстративной, а не с ограничительной точки зрения.
[00203] Многие изменения и модификации настоящего изобретения, после прочтения предшествующего описания, несомненно, будут очевидными для специалиста в данной области техники. Следует понимать, что используемые здесь фразеология или терминология имеют своей целью описание, а не ограничение. Следует понимать, что приведенное выше описание содержит много технических условий; они не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения, а предназначены просто для иллюстрирования некоторых из предпочтительных вариантов осуществления этого изобретения. Таким образом, объем изобретения будет определяться прилагаемой формулой изобретения и ее юридическими эквивалентами, а не приведенными примерами.