3D-принтер с гибридной компоновкой

Полезная модель относится к оборудованию для получения изделий последовательным экструзионным наращиванием слоев текучего материала и может быть использована для производства объемных изделий практически любой формы сложности.
Известен 3D дельта-принтер, содержащий корпус, соединенный с верхним и нижним основаниями, на которых вертикально расположены направляющие стержни, на которых установлены каретки; стол, выполненный наклонно-поворотным с возможностью вращения, а его столешница – из стекла с нагревательным элементом; печатающее устройство, включающее рабочий инструмент в виде головки, соединительную деталь; поводки, каждый из которых одним концом присоединен к соединительной детали, а вторым концом - шарнирно к каретке; питатель для автоматической подачи материала приводные механизмы кареток; блок управления (патент на полезную модель РФ № 186 14 (51) МПК B29C 64/20, B41F 17/00, опубликовано 22.01.2019).
Недостатком полезной модели является возможность заклинивания жесткого расходного материала (например, проволоки из стали) в подвижной печатающей головке из-за его перегибов в процессе перемещения печатающей головки.
Технической задачей является исключение возможности заклинивания подачи жесткого расходного материала (например, проволоки из стали) в зону печатающей головке при аддитивном формообразовании изделий.
Техническая задача достигается за счет того, что 3D-принтер для послойного изготовления объемных деталей, содержит стол, выполненный с возможностью поворота вокруг оси Z; основание рабочего стола; направляющие стержни, закрепленные вертикально на верхнем и нижнем основаниях 3D-принтера; каретки, установленные на направляющих стержнях, имеющие возможность перемещения по оси Z; печатающее устройство, включающее рабочий инструмент, выполненный в виде устройства для автоматической подачи проволочного электрода, с подводом смеси защитных газов; соединительную деталь; поводки, одни из концов которых закреплены шарнирно к угловым точкам основанию рабочего стола, а вторые закреплены шарнирно к кареткам; приводные механизмы кареток, выполненные в виде передач типа винт-гайка, приводимые в движение шаговыми двигателями. Таким образом, посредством блока управления 3D-принтером осуществляется управление шаговыми двигателями, перемещающими каретки вдоль оси Z, изменяя наклон поводков, таким образом, придавая столу 4 степени свободы, а 5-я степень свободы обеспечивается вращением стола вокруг оси Z шаговым двигателем. Таким образом, печатающая является жестко закрепленной через соединительную деталь к верхнему основанию, подача металлического расходного материала (проволоки из стали) осуществляется под прямым углом, что исключает заклинивание подачи расходного материала при аддитивном формообразовании изделий в результате перегиба.
Техническая сущность и принцип действия полезной модели поясняются фиг. 1 – общий вид 3D-принтера.
3D-принтер для послойного изготовления объемных деталей, включающий стол 1, выполненный с возможностью поворота вокруг оси Z посредством шагового двигателя 12; основание рабочего стола 2; направляющие стержни 3, закрепленные вертикально на верхнем 4 и нижнем 5 основаниях 3D-принтера; каретки 6, установленные на направляющих стержнях 3, имеющие возможность перемещения по оси Z; печатающее устройство, включающее рабочий инструмент 7, выполненный в виде устройства для автоматической подачи проволочного электрода посредством шагового двигателя 11, с подводом смеси защитных газов; соединительная деталь 8; поводки 9, одни из концов которых закреплены шарнирно к угловым точкам основанию стола 1, а вторые закреплены шарнирно к кареткам 6; приводные механизмы кареток 6, выполненные в виде передач типа винт-гайка, приводимых в движение шаговыми двигателями 10, таким образом, обеспечивая управление пространственной ориентацией стола по 5 координатам. Рабочий инструмент в процессе аддитивного формообразования является неподвижным, что обеспечивает невозможность заклинивания расходного материала в виде проволоки в результате перегиба.
Полезная модель работает следующим образом: блок управления передает управляющие команды шаговым двигателям 10, 11, 12, причем шаговые двигатели 10 перемещают каретки 6, изменяя угол наклона поводков 9, обеспечивая столу 1 перемещение по 4 координатам; шаговый двигатель 12 обеспечивает перемещение стола по 5 координате; шаговый двигатель 11 обеспечивает управление подачей расходного материала в виде металлической проволоки к рабочему органу 7, таким образом, печатающая головка в процессе формообразования является жестко закрепленной через соединительную деталь 8 к верхнему основанию 4, подача металлического расходного материала в виде проволоки осуществляется под прямым углом, что исключает заклинивание подачи расходного материала при аддитивном формообразовании изделий электрической дугой.
Применение 3D-принтера с гибридной компоновкой обеспечит неподвижность печатающей головки в процессе аддитивного формообразования изделий, что в свою очередь исключит возможность заклинивания расходного материала (проволоки из стали) подачи в результате его перегиба, возникающего при перемещении печатающей головки в зоне построения 3D-принтера.