ЭКСТРУДЕР ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ПЕЧАТИ ГИПСОВЫМИ СМЕСЯМИ

Полезная модель относится к устройствам укладки дегазированных быстросхватывающихся многокомпонентных материалов экструзионным методом и может быть использована, как экструдер для трехмерного принтера при послойном выращивании деталей из быстросхватывающихся многокомпонентных материалов.
Известно устройство экструдер для аддитивной печати вяжущими [Пат. РФ на полезную модель RU 178754 U1 Одобеско И.А., Любимый Н.С.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» - №2020116431; заявл. 19.05.2020; опубл. 02.09.2020, бюл №25]. Полезная модель относится к устройствам укладки дегазированных быстросхватывающихся многокомпонентных материалов экструзионным методом и может быть использована как экструдер для трехмерного принтера при послойном выращивании деталей из быстросхватывающихся многокомпонентных материалов. Экструдер имеет корпус, в котором установлен шнек, корпус имеет выходное отверстие, на одном конце корпуса закреплена матричная пластина, а на другом конце корпуса установлена поворотная гильза.
Известный экструдер имеет низкую производительность, так как перед нанесением следующего слоя материала необходимо производить временную выдержку для отверждения предыдущего слоя.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является, экструдер для аддитивной печати метало-полимерами [Пат. РФ на полезную модель RU 199884 U1 Чепчуров М.С., Одобеско И. А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» - №2020113402; заявл. 30.03. 2020; опубл. 24.09.2020, бюл. №27]. Полезная модель относится к устройствам укладки дегазированных быстросхватывающихся многокомпонентных материалов экструзионным методом и может быть использована как экструдер для трехмерного принтера при послойном выращивании деталей из быстросхватывающихся многокомпонентных материалов. Экструдер состоит из корпуса, в котором установлен шнек. Корпус имеет выходное отверстие. На одном конце корпуса закреплена матричная пластина, на другом конце корпуса установлена поворотная гильза. На корпусе со стороны выходного отверстия установлены катушка индукционного нагрева, и для контроля температуры - термодатчик.
С существующими признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: экструдер, выполненный в виде корпуса, связанного с гильзой, и содержащий рабочий шнек, соединенный с приводом, в корпусе выполнено выходное отверстие.
Недостатком известного технического решения является низкая производительность, связанная с невозможностью работы с быстросхватывающимися материалами при рабочей температуре 20-25°С, например гипсовыми смесями.
Полезная модель направлена на повышение производительности экструдера за счет технического эффекта, выражающегося в обеспечении термоактивации наносимого слоя, и соответственно, исключения из технологического процесса аддитивной печати промывки корпуса по окончании работы. Сокращая основное время, тем самым повышается производительность.
Это достигается тем, что экструдер, выполненный в виде корпуса, связанного с гильзой, и содержащий рабочий шнек, соединенный с приводом, в корпусе выполнено выходное отверстие.
В предложенном решении гильза выполнена в виде полого цилиндра, несущего подающий шнек, кинематически связанный с приводом, закрепленным на торце гильзы, при этом экструдер снабжён штуцером подачи сухой смеси, сопряженным с гильзой, а с противоположной стороны корпуса, соосно гильзе, размещен штуцер подачи рабочей жидкости.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом. На фиг.1 представлен общий вид экструдера.
Экструдер для аддитивной печати гипсовыми смесями состоит из корпуса 1, содержащего рабочий шнек 2, связанный с приводом 3. В корпусе выполнено выходное отверстие 4. Экструдер имеет гильзу 5, которая выполнена в виде полого цилиндра и сопряжена с корпусом 1. В гильзе 5 размещен подающий шнек 6, обеспечивающий перемещение сухой гипсовой смеси к рабочему шнеку 2. Подающий шнек 5 кинематически связан с приводом 7. Гильза 5 снабжена штуцером 8 подачи сухой смеси. Со стороны противоположной гильзе 5 и соосно ей размещен штуцер 9 подачи рабочей жидкости, например воды.
Экструдер для аддитивной печати гипсовыми смесями работает следующим образом. Экструдер крепится к фланцу рабочего органа (на фиг. не показано). Сухая смесь для печати изделия, например, на сухая смесь на основе гипса, через штуцер 8 подаётся в гильзу 5, через трубопровод (на фиг. не показано), например сжатым воздухом. Поступившая во внутреннею полость гильзы 5 сухая смесь перемещается шнеком 6, получающим вращение от привода 7, во внутреннюю  полость корпуса 1, где размещен рабочий шнек, в который, одновременно с сухой смесью, через штуцер 9 поступает рабочая жидкость, например вода. Смешивание рабочей жидкости и сухой смеси шнеком 2, получающим вращательное движение от привода 2, позволяет получить пластичную рабочую смесь для получения изделия. Рабочая смесь перемешается шнеком 2 во внутренней полости корпуса 1 к выходному отверстию 4, и выдавливается через него для укладки слоев изделия. Одновременно начинается линейное перемещение робота, и соответственно, экструдера, который установлен на роботе одним из известных способов. После окончания укладки первого слоя, робот с установленным экструдером, возвращается в исходное положение и процесс повторяется.
По окончании укладки слоёв изделия прекращается подача сухой смеси в полость корпуса 1 шнеком 6, а остатки смеси из камеры 1 выдавливаются шнеком 2, после чего прекращается подача рабочей жидкости через штуцер 9 в полость корпуса 1.
Таким образом, рабочая смесь не остаётся в полости корпуса 1 в застывшем состоянии, что позволяет, избежать дополнительной промывки рабочей полости корпуса экструдера. Печать следующего изделия можно выполнять сразу, после на получения пластичной смеси в полости корпуса. Возможно, использования в качестве рабочей смеси любых быстротвердеющих материалов, получаемых смешиванием сухой смеси и жидкости, например - реактопластов или смесей на основе гипсов.