RU205966U1 - ADDITIVE PRINTING DEVICE FOR HARD MASSES - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технологии аддитивного изготовления трехмерных объектов послойным осаждением материала с помощью 3D-печати и может быть использована для печати жестких масс, например, керамических, керамобетонных и бетонных. Устройство аддитивной печати для жестких масс включает емкость 4 для подачи массы, установленную с возможностью движения над основанием 1 и сопло 8, прикрепленное к днищу емкости 4. На основании 1 установлена подвижная платформа 2, вертикально перемещающаяся с помощью подъемного механизма 3 и несущая закрепленные стабилизирующие пружины 6. Емкость 4 для подачи массы неподвижно установлена на технологической раме 5, нижняя плоскость которой контактирует с пружинами 6, при этом на боковой поверхности емкости закреплен вибропривод 7. Техническим результатом является повышение прочности изготавливаемых конструкций. 2 ил.The utility model relates to the technology of additive manufacturing of three-dimensional objects by layer-by-layer deposition of material using 3D printing and can be used to print rigid masses, for example, ceramic, ceramic concrete and concrete. The additive printing device for rigid masses includes a container 4 for supplying the mass, mounted with the possibility of movement above the base 1 and a nozzle 8 attached to the bottom of the container 4. On the base 1, a movable platform 2 is installed, vertically moving with the help of a lifting mechanism 3 and carrying fixed stabilizing springs 6. The container 4 for supplying the mass is fixedly mounted on the technological frame 5, the lower plane of which is in contact with the springs 6, while a vibration drive is fixed on the side surface of the container 7. The technical result is to increase the strength of the manufactured structures. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к технологии аддитивного изготовления трехмерных объектов послойным осаждением материала с помощью 3D-печати и может быть использована для печати жестких масс, например, керамических, керамобетонных и бетонных.The utility model relates to the technology of additive manufacturing of three-dimensional objects by layer-by-layer deposition of material using 3D printing and can be used to print rigid masses, for example, ceramic, ceramic concrete and concrete.

Известно устройство для трехмерной печати зданий и архитектурно-строительных модулей [патент на полезную модель RU № 2711637, от 17.01.2020 Бюл. №2], включающее установленное на платформе, которая снабжена механизмом для перемещения, устройство для нанесения слоя материала, содержащее емкость для материала и вибратор, а также устройство для заполнения заданного количества сырьевой смеси. Вибратор выполнен с горизонтальным распространением акустических колебаний и снабжен механизмом ввода в сырьевую смесь, а платформа выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси.Known device for three-dimensional printing of buildings and architectural and construction modules [utility model patent RU No. 2711637, from 17.01.2020 Bul. No. 2], including installed on the platform, which is equipped with a mechanism for moving, a device for applying a layer of material, containing a container for the material and a vibrator, as well as a device for filling a predetermined amount of the raw mixture. The vibrator is made with horizontal propagation of acoustic vibrations and is equipped with a mechanism for introducing into the raw mixture, and the platform is designed to rotate around its axis.

Недостатком известного устройства является сложность эксплуатации.The disadvantage of the known device is the complexity of operation.

Известен экструдер строительных смесей для 3D-принтера [патент на изобретение RU № 2724163, от 22.06.2020 Бюл. №18], состоящий из ёмкости с устройством крепления, позволяющим закрепить экструдер на исполнительных механизмах принтера, отверстия для загрузки строительного материала, сопла с выходным отверстием для экструдирования строительного материала. При этом в нижнюю часть ёмкости интегрирован дозатор строительных смесей, позволяющий регулировать количество строительной смеси при формировании печатаемого слоя. Экструдер содержит подмешивающее устройство, выполненное в виде подмешивающей рамки с приводом, который одновременно является приводом для дозатора строительных смесей.Known extruder of building mixtures for a 3D printer [patent for invention RU No. 2724163, from 22.06.2020 Bul. No. 18], consisting of a container with a fastening device that allows the extruder to be attached to the printer's actuators, holes for loading building material, nozzles with an outlet for extruding building material. At the same time, a building mixture dispenser is integrated into the lower part of the tank, which allows you to adjust the amount of building mixture during the formation of the printed layer. The extruder contains a mixing device made in the form of a mixing frame with a drive, which is at the same time a drive for a metering device for building mixtures.

Недостатком является невысокая прочность изготавливаемой конструкции. The disadvantage is the low strength of the manufactured structure.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство укладки бетонной смеси методом аддитивной печати [патент на полезную модель RU № 191409, от 05.08.2019 Бюл. № 22], которое позволяет получать изделия сложной формы методом аддитивной 3D-печати посредством экструдирования строительного материала повышенной вязкости за счет постепенного изменения направления выхода стека в сторону его укладки. The closest technical solution, chosen as a prototype, is a device for placing concrete mixture by the method of additive printing [utility model patent RU No. 191409, from 05.08.2019 Bul. No. 22], which makes it possible to obtain products of complex shapes by the method of additive 3D printing by extruding a building material of increased viscosity by gradually changing the direction of the stack exit towards its laying.

Устройство укладки бетонной смеси методом аддитивной печати, содержит емкость в форме цилиндра для бетонной массы, в котором установлен поршень с возможностью вертикального перемещения и сопло, прикрепленное к днищу цилиндра. Емкость установлена с возможностью движения над основанием, а сопло, прикрепленное к днищу емкости с возможностью поворота, имеет вытянутую форму с переменным сечением и изогнутостью по радиусу, обеспечивающую выход материала параллельно плоскости укладки.The device for placing concrete mixture by the method of additive printing contains a container in the form of a cylinder for concrete mass, in which a piston is installed with the possibility of vertical movement and a nozzle attached to the bottom of the cylinder. The container is installed with the possibility of movement above the base, and the nozzle, attached to the bottom of the container with the possibility of rotation, has an elongated shape with a variable cross-section and a curvature along the radius, providing the exit of the material parallel to the laying plane.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: содержится емкость для массы, установленная с возможностью движения над основанием и сопло, прикрепленное к днищу емкости. The following set of prototype features coincides with the essential features of the utility model: contains a container for mass, installed with the ability to move above the base, and a nozzle attached to the bottom of the container.

Недостатком известного устройства является невысокая прочность изготавливаемой конструкции.The disadvantage of the known device is the low strength of the manufactured structure.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение прочности изготавливаемых конструкций, путем более плотной укладки частиц массы, что обеспечивается за счет удаления воздуха из массы и возрастания плотности массы.The task to be solved by the utility model is to increase the strength of the manufactured structures by tighter packing of mass particles, which is ensured by removing air from the mass and increasing the mass density.

Решение задачи обеспечивается за счет того, что устройство аддитивной печати для жестких масс включает емкость для подачи массы, установленную с возможностью движения над основанием и сопло, прикрепленное к днищу емкости. В предлагаемом решении на основании установлена подвижная платформа с возможностью вертикального перемещения, несущая закрепленные стабилизирующие пружины, а емкость для подачи массы неподвижно установлена на технологической раме, нижняя плоскость которой контактирует с пружинами, при этом на боковой поверхности емкости закреплен вибропривод.The solution to the problem is provided due to the fact that the additive printing device for rigid masses includes a container for supplying the mass, mounted for movement above the base and a nozzle attached to the bottom of the container. In the proposed solution, a movable platform is installed on the base with the possibility of vertical movement, carrying fixed stabilizing springs, and the container for supplying the mass is fixedly mounted on the technological frame, the lower plane of which is in contact with the springs, while a vibration drive is fixed on the side surface of the container.

Наличие в устройстве аддитивной печати для жестких масс подвижной платформы с возможностью вертикального перемещения и подъемного механизма дает возможность печатать конструкции методом послойного осаждения массы.The presence of a movable platform with the possibility of vertical movement and a lifting mechanism in the additive printing device for rigid masses makes it possible to print structures by the method of layer-by-layer deposition of the mass.

Снабжение устройства стабилизирующими пружинами, установленными между технологической рамой и подвижной платформой, а также виброприводом, размещенным на боковой поверхности емкости, обеспечивает удаление из массы воздуха, за счет воздействия вибрационных колебаний. При этом происходит уплотнение массы, что приводит к повышению прочности каждого слоя, и соответственно прочности изготавливаемой конструкции.The supply of the device with stabilizing springs installed between the technological frame and the movable platform, as well as a vibration drive located on the side surface of the container, ensures the removal of air from the mass due to the effect of vibration vibrations. In this case, the mass is compacted, which leads to an increase in the strength of each layer, and, accordingly, the strength of the manufactured structure.

Конструкция полезной модели поясняется графическим материалом. The design of the utility model is illustrated by graphic material.

На фиг. 1 показан общий вид устройства аддитивной печати для жестких масс; на фиг. 2 представлена 3D-модель устройства.FIG. 1 shows a general view of an additive printing device for rigid masses; in fig. 2 shows a 3D model of the device.

Устройство аддитивной печати для жестких масс состоит из основания 1, на котором установлена подвижная платформа 2 с возможностью вертикального перемещения, например, вручную с помощью подъемного механизма 3, для возможности создания конструкции послойным методом. Масса подается в емкость 4, форма которой обеспечивает максимальное заполнение и полную разгрузку без образования «мертвых» зон, в которых может происходить задержка материала. Емкость 4 неподвижно установлена на технологической раме 5. Нижняя плоскость технологической рамы 5 контактирует со стабилизирующими пружинами 6, которые равномерно закреплены на верхней плоскости подвижной платформы 2. Стабилизирующие пружины 6 устанавливаются в пазы технологической рамы и обеспечивают равномерную передачу вибрационных колебаний на емкость 4. Сопло 8, прикрепленное к днищу емкости, имеет вытянутую форму с переменным сечением и изогнутостью по радиусу, обеспечивающую выход материала параллельно плоскости укладки. На боковой поверхности емкости 4 жестко закреплен вибропривод 7, обеспечивающий вибрационное воздействие на емкость 4, и соответственно на используемую массу.The additive printing device for rigid masses consists of a base 1, on which a movable platform 2 is installed with the possibility of vertical movement, for example, manually using a lifting mechanism 3, for the possibility of creating a structure by a layer-by-layer method. The mass is fed into a container 4, the shape of which ensures maximum filling and complete unloading without the formation of "dead" zones, in which material can be retained. The container 4 is fixedly mounted on the technological frame 5. The lower plane of the technological frame 5 contacts the stabilizing springs 6, which are uniformly fixed on the upper plane of the movable platform 2. The stabilizing springs 6 are installed in the grooves of the technological frame and provide uniform transmission of vibration vibrations to the container 4. Nozzle 8 , attached to the bottom of the container, has an elongated shape with a variable cross-section and a curvature along the radius, providing the exit of the material parallel to the plane of laying. On the side surface of the container 4, a vibration drive 7 is rigidly fixed, which provides a vibration effect on the container 4, and, accordingly, on the used mass.

Устройство аддитивной печати для жестких масс работает следующим образом. The additive printing device for rigid masses works as follows.

Предварительно определяется высота первого слоя изготавливаемой конструкции и за счет подъемного механизма 3, подвижная платформа 2 установленная на основании 1, размещается на определенной высоте. Масса, например, низкоцементная огнеупорная масса, предварительно загружается в емкость 4. Емкость 4 неподвижно установлена на технологической раме 5, нижняя часть которой контактирует со стабилизирующими пружинами 6. Подключается к сети вибропривод 7. Вибропривод 7 подбирается по параметрам, в зависимости от объема подаваемых масс, состоит из электрического вибромотора, например, напряженностью 24В постоянного тока, 6000 об/мин. с двумя экцентриками. Масса под воздействием вибрационных колебаний передающихся через емкость 4 устремляется в сопло 8. Через сопло 8 обеспечивается выход материала параллельно плоскости укладки. The height of the first layer of the structure to be produced is preliminarily determined and, due to the lifting mechanism 3, the movable platform 2 installed on the base 1 is placed at a certain height. The mass, for example, a low-cement refractory mass, is pre-loaded into the container 4. The container 4 is fixedly mounted on the technological frame 5, the lower part of which is in contact with the stabilizing springs 6. The vibration drive 7 is connected to the network. The vibration drive 7 is selected according to the parameters, depending on the volume of the supplied masses , consists of an electric vibration motor, for example, with a voltage of 24V DC, 6000 rpm. with two eccentrics. The mass under the influence of vibrational vibrations transmitted through the container 4 rushes into the nozzle 8. Through the nozzle 8, the material outlet is provided parallel to the laying plane.

После выполнения первого слоя печати устройство возвращается в исходное положение, поднимается на высоту следующего слоя и процесс повторяется. After completing the first layer of printing, the device returns to its original position, rises to the height of the next layer, and the process repeats.

Конструкция предложенного устройства аддитивной печати для жестких масс позволит за счет передачи вибрационных колебаний на подающуюся массу, обеспечить удаление из массы воздуха и, соответственно, повысить прочность изготавливаемой конструкции.The design of the proposed device for additive printing for rigid masses will allow, due to the transmission of vibrational vibrations to the supplied mass, to ensure the removal of air from the mass and, accordingly, to increase the strength of the manufactured structure.

Claims (1)

Устройство аддитивной печати для жестких масс включает емкость для подачи массы, установленную с возможностью движения над основанием и сопло, прикрепленное к днищу емкости, отличающееся тем, что на основании установлена подвижная платформа с возможностью вертикального перемещения, несущая закрепленные стабилизирующие пружины, а емкость для подачи массы неподвижно установлена на технологической раме, нижняя плоскость которой контактирует со стабилизирующими пружинами, при этом на боковой поверхности емкости закреплен вибропривод.The additive printing device for rigid masses includes a container for supplying the mass, mounted with the ability to move above the base and a nozzle attached to the bottom of the container, characterized in that a movable platform is installed on the base with the possibility of vertical movement, carrying fixed stabilizing springs, and a container for supplying the mass is fixedly mounted on a technological frame, the lower plane of which is in contact with stabilizing springs, while a vibration drive is fixed on the side surface of the container.

Images