RU208724U1 - Forming device for layered growth with heating system - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к аддитивному производству, в частности к устройствам, работающим по принципу послойного выращивания в порошковой ванне. Технический результат заявленной полезной модели, заключающийся в обеспечении большей плотности световой энергии, вызванной включением определенных лазерных диодов, которая, обладая длиной волны в инфракрасном спектре, способствует нагреву верхних слоев формируемой детали, достигается за счет формирующего устройства для послойного выращивания с системой нагрева, которое включает основание и рабочую камеру, основание которого содержит в полости платформу и находящуюся на ней формируемую деталь; платформа, в свою очередь, связана с поршнем и включает нагревательное устройство, расположенное внутри основания, рабочая камера которого содержит один или несколько сканаторов, термокамеру, перемещаемое устройство нанесения материала, а также нагревательную излучающую панель с возможностью выборочного управления лазерными диодами, и отличается тем, что нагревательная излучающая панель с возможностью выборочного управления лазерными диодами выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении и состоит из концентрически расположенных секций со встроенными в каждую секцию лазерными диодами в количестве более двух, с возможностью наклона секций под углом к поверхности платформы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to additive manufacturing, in particular to devices operating on the principle of layer-by-layer growth in a powder bath. The technical result of the claimed utility model, which consists in providing a greater density of light energy caused by the inclusion of certain laser diodes, which, having a wavelength in the infrared spectrum, contributes to heating the upper layers of the molded part, is achieved by forming a device for layer-by-layer growth with a heating system, which includes a base and a working chamber, the base of which contains a platform in the cavity and a formed part located on it; the platform, in turn, is connected to the piston and includes a heating device located inside the base, the working chamber of which contains one or more scanners, a thermal chamber, a movable material application device, as well as a heating radiating panel with the possibility of selective control of laser diodes, and is characterized in that that the heating radiating panel with the possibility of selective control of laser diodes is made with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction and consists of concentrically arranged sections with more than two laser diodes built into each section, with the possibility of inclining the sections at an angle to the platform surface. 1 w.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к аддитивному производству, в частности к устройствам, работающим по принципу послойного выращивания в порошковой ванне.The utility model relates to additive manufacturing, in particular to devices operating on the principle of layer-by-layer growth in a powder bath.

Послойное выращивание - основной принцип технологий аддитивного производства, в которых исходный материал послойно соединяется различными способами с целью формирования трехмерного объекта. Среди существующих аддитивных технологий различают ряд технологий, работающих по принципу использования емкости с исходным материалом - смолой, суспензией или порошком. Этапы выращивания включают такие операции, как нанесение слоя и его соединение с предыдущим с помощью вспомогательного устройства.Layer-by-layer growth is the basic principle of additive manufacturing technologies, in which the source material is combined in layers in various ways to form a three-dimensional object. Among the existing additive technologies, there are a number of technologies that work on the principle of using a container with a source material - resin, suspension or powder. The growth steps include such operations as applying a layer and connecting it to the previous one using an auxiliary device.

В качестве вспомогательных устройств применяются лампы с УФ-излучением, струйная головка со связующим, однако чаще всего применяются лазеры (технологии SLS, DLMS и др.). Лазеры способны подводить энергию большой мощности на локальный участок, что позволяет работать с такими материалами, как металлы и керамика, отличающимися высокими температурами плавления.As auxiliary devices, lamps with UV radiation, an inkjet head with a binder are used, but lasers are most often used (SLS, DLMS technologies, etc.). Lasers are capable of delivering high power energy to a local area, which makes it possible to work with materials such as metals and ceramics that have high melting points.

Однако локальный высокотемпературный нагрев, вызванный подведенной к участку энергией, способствует появлению температурного градиента, ведущего к образованию трещин и дефектов в заготовке. С целью уменьшения перепадов температуры используют дополнительные источники нагрева, например индуктивные или резистивные нагреватели, а также различные способы изоляции.However, local high-temperature heating caused by the energy supplied to the section contributes to the appearance of a temperature gradient leading to the formation of cracks and defects in the workpiece. In order to reduce temperature fluctuations, additional heating sources are used, such as inductive or resistive heaters, as well as various insulation methods.

Кроме того, в установках послойного выращивания нашли применение широко распространенные в промышленности инфракрасные источники (технологии SHS, DLP) как средство послойного отверждения слоев исходного материала (порошка, фоточувствительной смолы или суспензии).In addition, infrared sources widely used in industry (SHS, DLP technologies) have found application in layer-by-layer growers as a means of layer-by-layer curing of layers of starting material (powder, photosensitive resin or slurry).

В промышленности в качестве инфракрасных источников используются эмиттеры на основе нитей накала из вольфрама, карбона, керамических источников излучения, а также диодных излучателей.In industry, emitters based on filaments of tungsten, carbon, ceramic radiation sources, and also diode emitters are used as infrared sources.

Известные из уровня техники установки, использующие инфракрасное излучение, отличаются применением дополнительных устройств и материалов. Например, установка, описанная в патенте CN 107206677 A «Method and device for producing 3d shaped articles by layering», работает по принципу активации состава - чернил, нанесенных с помощью струйной головки в местах слоя, соответствующих сечению объекта. Скрепление частиц в случае представленной в документе технологии высокоскоростного спекания (high-speed sintering, HSS) происходит в результате воздействия на абсорбент инфракрасного излучения, поступающего от одного и более источников, при этом области с абсорбентом нагреваются сильнее, чем без него. Таким образом, производительность процесса послойного отверждения уменьшается за счет использования трех операций по отношению к одному слою: 1) нанесение, 2) впрыскивание суспензии, 3) экспозиция ИК-излучением.Prior art installations using infrared radiation are distinguished by the use of additional devices and materials. For example, the installation described in patent CN 107206677 A "Method and device for producing 3d shaped articles by layering" works on the principle of activating the composition - ink applied with an inkjet head at the layer locations corresponding to the section of the object. The binding of particles in the case of the high-speed sintering (HSS) technology presented in the document occurs as a result of exposing the absorbent to infrared radiation from one or more sources, while areas with absorbent heat up more than without it. Thus, the productivity of the layer-by-layer curing process is reduced due to the use of three operations in relation to one layer: 1) application, 2) suspension injection, 3) exposure to IR radiation.

Конструкция представленной установки включает общеизвестный специалисту в данной области техники набор конструкционных элементов: контейнер, содержащий перемещаемую посредством актюатора в его полости платформу, устройство нанесения слоя порошка и струйная головка с возможностью перемещения внутри камеры устройства в горизонтальной плоскости. В качестве вспомогательных элементов конструкции выступают так называемые «средства»: сенсоры и датчики, изоляционные компоненты и нагреватель.The design of the presented installation includes a set of structural elements well-known to a specialist in the field of technology: a container containing a platform moved by means of an actuator in its cavity, a device for applying a layer of powder and an inkjet head with the possibility of moving inside the device chamber in a horizontal plane. The auxiliary elements of the structure are the so-called "means": sensors and transducers, insulating components and a heater.

В качестве источника инфракрасного излучения изобретатели предлагают использовать керамические нагреватели. Из уровня техники известно, что такие излучатели обладают большой мощностью и рабочей температурой до 800°С, однако уступают по быстродействию при включении и выключении (задержка порядка нескольких секунд), их применение способно снизить производительность послойного выращивания.As a source of infrared radiation, the inventors propose to use ceramic heaters. It is known from the prior art that such emitters have high power and operating temperature up to 800°C, but they are inferior in terms of speed when turned on and off (a delay of the order of several seconds), their use can reduce the productivity of layer-by-layer growth.

Более того, установки такого рода малоэффективны по отношению к чистым металлам за счет низкой плотности тепловой энергии ИК-излучения, требуют дополнительной термообработки и позволяют получать преимущественно пористые металлические изделия. В связи с этим выбор используемых в технологии материалов ограничен и составляет преимущественно полимерные материалы, например полиамид с возможностью армирования керамическими или металлическими дисперсными добавками.Moreover, installations of this kind are inefficient with respect to pure metals due to the low density of the thermal energy of IR radiation, require additional heat treatment, and make it possible to obtain predominantly porous metal products. In this regard, the choice of materials used in the technology is limited and consists mainly of polymeric materials, for example, polyamide with the possibility of reinforcement with ceramic or metal dispersed additives.

Альтернативным источником инфракрасного излучения, кроме вольфрамовых и карбоновых нитей, могут выступать лазерные диоды, отличающиеся быстродействием и способные работать в импульсном режиме с преобразованием электрического тока в фотоны без промежуточного состояния, с реализацией излучения в близкой области инфракрасного спектра.An alternative source of infrared radiation, in addition to tungsten and carbon filaments, can be laser diodes, which are fast and capable of operating in a pulsed mode with the conversion of electric current into photons without an intermediate state, with the implementation of radiation in the near infrared region.

Принцип инфракрасной обработки применен в устройстве, представленном в патенте «Устройство быстрого подогрева порошка для установки лазерной селективной плавки» (патент CN 208099346 U). Конструкция устройства быстрого предварительного нагрева порошка для устройства селективного лазерного плавления содержит средство распределения порошка, расположенное в закрытом отсеке для хранения порошка, устройство предварительного нагрева, подключенное к контроллеру и расположенное в верхней части устройства, а также отсек для хранения порошка, включающий два бункера для подачи порошка, сборочную камеру и формующий цилиндр. Над бункерами располагается устройство предварительного нагрева, выполненное в виде двух групп, каждая из которых регулируется по углу наклона и высоте с помощью промышленных роботов. В каждой группе установлены инфракрасный датчик температуры и в качестве излучателя нагревательные трубки в виде инфракрасных ламп, работающих с длиной волны от 0,5 мкм до 1,4 мкм.The principle of infrared processing is applied in the device presented in the patent "Device for rapid powder heating for laser selective melting" (patent CN 208099346 U). The structure of the powder rapid preheating device for the selective laser melting device includes a powder distribution means located in a closed powder storage compartment, a preheating device connected to the controller and located at the top of the device, and a powder storage compartment, including two supply hoppers. powder, assembly chamber and forming cylinder. Above the bunkers there is a preheating device, made in the form of two groups, each of which is adjustable in inclination and height using industrial robots. In each group, an infrared temperature sensor and heating tubes in the form of infrared lamps operating with a wavelength of 0.5 µm to 1.4 µm are installed as an emitter.

Расположение устройства для предварительного нагрева над бункерами с порошком может привести к спеканию и агломерации порошка в бункерах, осложнить его транспортировку и нанесение на подложку и привести к неоднородности нанесенного слоя, впоследствии ведущего к появлению дефектов микроструктуры материала.The location of the preheating device above the powder bins can lead to sintering and agglomeration of the powder in the bins, complicate its transportation and application to the substrate, and lead to the inhomogeneity of the deposited layer, which subsequently leads to the appearance of defects in the material microstructure.

Известно нагревательное устройство для установки селективного лазерного плавления (патент CN 207607114 U «А preheating device for selective laser melting technique»), использующее инфракрасное излучение, располагающееся на стойке, находящейся выше уровня подвижной платформы, при этом обеспечивается нагрев порошковой ванны как со стороны подложки (путем индукционного нагрева), так и со стороны поверхности порошковой ванны - путем воздействия инфракрасного излучения. Заявляется, что совмещение индукционного и инфракрасного нагрева обеспечивает высокую скорость нагрева и, как следствие, улучшение качества получаемого изделия.Known heating device for installation of selective laser melting (patent CN 207607114 U "A preheating device for selective laser melting technique"), using infrared radiation, located on a rack located above the level of the movable platform, while heating the powder bath as from the side of the substrate ( by induction heating), and from the surface of the powder bath - by exposure to infrared radiation. It is claimed that the combination of induction and infrared heating provides a high heating rate and, as a result, an improvement in the quality of the resulting product.

Представленное устройство предварительного нагрева для технологии селективного лазерного плавления содержит рабочую камеру, расположенные внутри него формующий цилиндр (основание устройства), охваченный закрученной медной трубой и протекающей через нее водой. С верхней стороны подложка соединена с пластиной, а с нижней оснащена электромагнитным индукционным нагревателем в виде катушки. Поршень для перемещения подложки защищен теплоизоляционным материалом.The presented preheating device for selective laser melting technology contains a working chamber, a forming cylinder (device base) located inside it, covered by a twisted copper pipe and water flowing through it. On the upper side, the substrate is connected to the plate, and on the lower side it is equipped with an electromagnetic induction heater in the form of a coil. The piston for moving the substrate is protected by a heat-insulating material.

Стойки для инфракрасных ламп, закрепленные диаметрально противоположено друг другу по периметру (на концах нижней) подложки, завершаются крышками, представляющими собой выходное отверстие для инфракрасного излучения.Racks for infrared lamps, fixed diametrically opposite to each other along the perimeter (at the ends of the bottom) of the substrate, end with covers, which are an outlet for infrared radiation.

Вышеописанное устройство выбрано в качестве прототипа и не лишено недостатков. Излучение установленных ИК-ламп не способно выборочно воздействовать на требуемый участок нанесенного на подложку слоя. В качестве используемого источника излучения авторами предлагается инфракрасная лампа с эмиттером в виде нити накала, которая отличается большой инерционностью.The above device is selected as a prototype and is not without drawbacks. The radiation of the installed IR lamps is not capable of selectively affecting the required area of the layer deposited on the substrate. As the radiation source used, the authors propose an infrared lamp with an emitter in the form of a filament, which is characterized by a large inertia.

В связи с этим возникает техническая проблема, заключающаяся в том, чтобы обеспечить уменьшение теплового градиента в процессе формирования изделия методом селективного лазерного плавления таким образом, чтобы тепловая обработка инфракрасным излучением происходила одномоментно по всем участкам сечения изготавливаемого объекта в нанесенном слое.In this regard, a technical problem arises, which consists in ensuring a decrease in the thermal gradient in the process of forming an article by selective laser melting in such a way that thermal treatment with infrared radiation occurs simultaneously in all sections of the section of the manufactured object in the deposited layer.

Указанная техническая проблема решается следующим образом.This technical problem is solved as follows.

В качестве системы нагрева для технологии селективного лазерного плавления предлагается нагревательное устройство, расположенное в платформе, в совокупности с нагревательной излучающей панелью, состоящей из лазерных диодов с высокой мощностью в количестве более двух, объединенных в секции и управляемых с помощью блока управления, при этом осуществляется включение лазерных диодов, которые соответствуют сечению изготавливаемого объекта в соответствии с его компьютерной моделью.As a heating system for selective laser melting technology, a heating device is proposed, located in the platform, in combination with a heating radiant panel, consisting of more than two high-power laser diodes, combined in sections and controlled by a control unit, while switching on laser diodes that correspond to the section of the manufactured object in accordance with its computer model.

Формирующее устройство для реализации технологии послойного выращивания, кроме системы нагрева, включает основание, содержащее в полости формируемую деталь, находящуюся на платформе; платформу, которая, в свою очередь, связана с поршнем и включает нагревательное устройство, а также рабочую камеру с перемещаемым устройством нанесения материала термокамерой и одним или несколькими сканаторами, при этом рабочая камера в верхней части оснащена нагревательной излучающей панелью с возможностью выборочного управления лазерными диодами.The forming device for implementing the technology of layer-by-layer growth, in addition to the heating system, includes a base containing a formed part in the cavity, located on the platform; a platform, which, in turn, is connected to the piston and includes a heating device, as well as a working chamber with a movable device for applying material with a thermal chamber and one or more scanners, while the working chamber in the upper part is equipped with a heating radiating panel with the ability to selectively control laser diodes.

Технический результат заключается в обеспечении большей плотности световой энергии, вызванной включением определенных лазерных диодов, которая, обладая длиной волны в инфракрасном спектре, способствует нагреву верхних слоев формируемой детали. Кроме того, дополнительное тепловое воздействие в нижней части рабочей камеры уменьшает температурный градиент между нижней частью формируемой детали и поверхностным слоем. Устраняются такие нежелательные эффекты, как коробление, трещинообразование, избыточная пористость, способствующие улучшению механических и иных характеристик. Повышается производительность процесса формирования изделия.The technical result consists in providing a greater density of light energy caused by the inclusion of certain laser diodes, which, having a wavelength in the infrared spectrum, contributes to the heating of the upper layers of the formed part. In addition, additional thermal action in the lower part of the working chamber reduces the temperature gradient between the lower part of the formed part and the surface layer. Such undesirable effects as warping, cracking, excessive porosity are eliminated, which contribute to the improvement of mechanical and other characteristics. The productivity of the product formation process is increased.

К описанию полезной модели прилагаются следующие иллюстрации:The following illustrations are attached to the description of the utility model:

Фиг. 1 - установка с системой нагрева, включающая: 1. основание; 2. формируемый объект; 3. платформа; 4. нагревательное устройство; 5. поршень; 6. рабочая камера; 7. устройство нанесения материала; 8. термокамера; 9. лазерные сканаторы; 10. нагревательная излучающая панель; 11. изолирующий слой; 12. датчики температуры.Fig. 1 - installation with a heating system, including: 1. base; 2. formed object; 3. platform; 4. heating device; 5. piston; 6. working chamber; 7. material application device; 8. heat chamber; 9. laser scanners; 10. heating radiant panel; 11. insulating layer; 12. temperature sensors.

Фиг. 2 - установка с системой нагрева.Fig. 2 - installation with a heating system.

Фиг. 3 - схема нагревательной излучающей панели с секциями.Fig. 3 is a diagram of a heating radiant panel with sections.

Формирующее устройство для послойного выращивания с системой нагрева включает рабочую камеру 6, в верхней части корпуса которой встроена термокамера 8 с одним или несколькими сканаторами 9 и нагревательная излучающая панель 10, установленная с возможностью перемещения с помощью неподвижно закрепленных к корпусу рабочей камеры направляющих; в нижней части корпуса рабочей камеры 6 посредством неподвижно закрепленных к корпусу рабочей камеры направляющих установлено устройство нанесения материала 7 с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости; рабочая камера сварена с основанием 1, содержащим в полости формируемый объект 2, расположенный в среде порошка на платформе 3, которая, в свою очередь, соединена сборочной операцией с поршнем 5, причем платформа 3 оснащена нагревательным устройством 4, отделенным от нижней части платформы 3 слоем термоизолирующего материала 11.The forming device for layer-by-layer growth with a heating system includes a working chamber 6, in the upper part of the body of which a thermal chamber 8 with one or more scanners 9 and a heating radiant panel 10 is built-in, mounted for movement with the help of guides fixed to the body of the working chamber; in the lower part of the body of the working chamber 6, by means of guides fixed to the body of the working chamber, a device for applying material 7 is installed with the possibility of moving in a horizontal plane; the working chamber is welded to the base 1, containing in the cavity the formed object 2, located in the powder medium on the platform 3, which, in turn, is connected by the assembly operation with the piston 5, and the platform 3 is equipped with a heating device 4, separated from the lower part of the platform 3 by a layer thermal insulation material 11.

Процесс послойного лазерного сплавления включает последовательные операции, начиная с нанесения на платформу 3 слоя порошка при помощи устройства нанесения материала 7, передвигающегося от одной стенки рабочей камеры 6 к противоположной. В момент пересечения устройством нанесения 7 области с нанесенным порошком опускается и включается нагревательная панель 10, осуществляющая нагрев участка нанесенного слоя порошка, согласно сечению компьютерной модели, с помощью ИК-излучения. Мощность и время экспозиции устанавливается с помощью блока управления (не показано) опционально. Затем устройство нанесения 7 перемещается к противоположной стенке рабочей камеры, открывая площадку для обработки нанесенного порошкового слоя лазерным излучением с помощью сканатора 9. После сплавления порошкового слоя платформа 3 вместе с формируемым объектом 2 опускается на высоту слоя с помощью поршня 5 в полость основания 1 устройства послойного нанесения. Представленный цикл операций повторяется до момента полного изготовления формируемого объекта, при этом обработка слоя лазерным сканатором 9 осуществляется при одновременной работе нагревательного излучающего устройства 10, расположенного под платформой 3.The process of layer-by-layer laser fusion includes successive operations, starting with applying a layer of powder to the platform 3 using a material deposition device 7 moving from one wall of the working chamber 6 to the opposite one. At the moment the application device 7 crosses the area with the applied powder, the heating panel 10 is turned on, which heats the area of the applied powder layer, according to the cross section of the computer model, using infrared radiation. The power and exposure time are set using the control unit (not shown) optionally. Then the application device 7 moves to the opposite wall of the working chamber, opening a platform for processing the applied powder layer with laser radiation using a scanner 9. After the powder layer is fused, the platform 3, together with the formed object 2, is lowered to the height of the layer using the piston 5 into the cavity of the base 1 of the layer-by-layer device. application. The presented cycle of operations is repeated until the moment of complete manufacture of the formed object, while the processing of the layer by the laser scanner 9 is carried out with the simultaneous operation of the heating radiating device 10 located under the platform 3.

Режим нагрева, осуществляемого со стороны платформы, включающий время и температуру, имеет возможность регулировки с помощью блока управления. Нагревательное устройство 4, расположенное в нижней части платформы, может быть представлено в виде резистентного или индукционного нагревателя.The platform-side heating mode, including time and temperature, can be adjusted using the control unit. The heating device 4 located at the bottom of the platform may be in the form of a resistance or induction heater.

Термин «рабочая камера» описывает верхнюю часть установки, в металлическом или неметаллическом термостойком корпусе которой происходит нанесение слоя исходного материала и его обработка, и которая содержит во внутреннем пространстве вспомогательные устройства, соединенные между собой сборочными операциями, такие, как сканатор 9 в количестве более одного, и датчики контроля процесса, в совокупности образующие термокамеру 8.The term "working chamber" describes the upper part of the installation, in a metal or non-metal heat-resistant housing, in which a layer of starting material is applied and processed, and which contains auxiliary devices in the internal space, interconnected by assembly operations, such as a scanner 9 in the amount of more than one , and process control sensors, which together form a heat chamber 8.

С помощью термокамеры 8 может осуществляться контроль формования объекта, позволяющий получить вне зависимости от условий освещения изображение слоя материала с целью оценки поверхности на наличие дефектов и/или геометрических неровностей, возникших при его обработке, а также тепловую информацию.With the help of a thermal camera 8, it is possible to control the formation of an object, which makes it possible to obtain, regardless of lighting conditions, an image of a layer of material in order to evaluate the surface for the presence of defects and/or geometric irregularities that have arisen during its processing, as well as thermal information.

Представленное решение позволяет также избежать таких проблем, как спекание частиц во всем поверхностном слое порошка, которое нарушает требуемую геометрию объекта.The presented solution also avoids problems such as sintering of particles in the entire surface layer of the powder, which violates the required geometry of the object.

Нагревательная излучающая панель 10 может быть выполнена в виде металлической или неметаллической термостойкой дисковой панели с концентрически расположенными секциями с лазерными диодами в количестве более двух (фиг. 3). В каждой секции встроено более одного лазерного диода. Кроме того, нагревательная панель может быть выполнена в виде многоугольника, включая, например, прямоугольник или восьмиугольник, соответственно, секция может иметь вид сектора окружности, прямоугольника или многоугольника.The heating radiant panel 10 can be made in the form of a metal or non-metal heat-resistant disk panel with more than two concentrically arranged sections with laser diodes (Fig. 3). More than one laser diode is built into each section. In addition, the heating panel may be in the form of a polygon, including, for example, a rectangle or an octagon, respectively, the section may be in the form of a sector of a circle, a rectangle, or a polygon.

В качестве направляющих для перемещения излучающей панели 10 и устройства нанесения материала 7 могут быть использованы направляющие с электроприводом.Motorized guides can be used as guides for moving the radiant panel 10 and the material applicator 7.

В одном из вариантов осуществления нагревательная излучающая панель 10 перемещается вместе с устройством нанесения материала 7 с помощью неподвижно закрепленных к корпусу направляющих.In one of the embodiments, the heating radiant panel 10 is moved together with the material application device 7 by means of guides fixed to the housing.

В предпочтительном варианте осуществления системы нагрева управление нагревательной излучающей панелью 10 и инфракрасным излучением в целом производится таким образом, чтобы включались лазерные диоды, соответствующие сечению компьютерной модели. Кроме того, предусмотрена возможность секционного включения лазерных диодов.In a preferred embodiment of the heating system, the control of the heating radiant panel 10 and infrared radiation in general is carried out in such a way that laser diodes are turned on, corresponding to the cross section of the computer model. In addition, the possibility of sectional inclusion of laser diodes is provided.

В случае использования диодной панели нагревательная излучающая панель должна обладать достаточной плотностью лазерных диодов, чтобы обеспечивать наиболее точное совпадение с сечением объекта.In the case of using a diode panel, the heating radiant panel must have a sufficient density of laser diodes to ensure the most accurate match with the section of the object.

В результате использования нагревательной излучающей панели исключается необходимость в применении фильтрующей излучение маски, а также обеспечивается экономия энергии.As a result of the use of a heating radiant panel, the need for a radiation-filtering mask is eliminated, and energy savings are also achieved.

Длину волны ИК-излучения, обеспечиваемого лазерными диодами, устанавливают в диапазоне от 750 нм до 1200 нм в зависимости от используемого материала.The wavelength of infrared radiation provided by laser diodes is set in the range from 750 nm to 1200 nm, depending on the material used.

В предпочтительном варианте осуществления нагревательные панели устанавливают в верхней части камеры вокруг расположенного по центру сканатора таким образом, чтобы не пересекать область обзора термокамеры. Нагревательные излучающие панели в количестве не менее одной установлены с возможностью закрепления под углом к поверхности платформы и поверхностного слоя с целью воздействия на всю площадь обрабатываемой поверхности. Так же предусмотрена возможность фиксированного расположения нагревательной излучающей панели по высоте, как и перемещение панели в вертикальном направлении, таким образом может обеспечиваться определенная интенсивность излучения.In the preferred embodiment, the heating panels are mounted at the top of the chamber around the centrally located scanner so as not to cross the field of view of the thermal chamber. Heating radiant panels in the amount of at least one are installed with the possibility of fixing at an angle to the surface of the platform and the surface layer in order to influence the entire area of the treated surface. It also provides for the possibility of a fixed location of the heating radiant panel in height, as well as moving the panel in the vertical direction, thus a certain radiation intensity can be provided.

Специалисту в данной области техники понятно, что при расположении панелей под углом нагрев поверхности будет неравномерным. В данном случае равномерность нагрева обеспечивается путем установки определенного значения мощности для каждой области обрабатываемой поверхности посредством блока управления.One skilled in the art will appreciate that when the panels are angled, the heating of the surface will be uneven. In this case, the uniformity of heating is ensured by setting a certain power value for each area of the treated surface using the control unit.

Кроме того, установка определенного значения мощности для каждого единичного элемента панели может выбираться с целью получения материалов с переменными свойствами.In addition, setting a certain power value for each single element of the panel can be chosen in order to obtain materials with variable properties.

Claims (2)

1. Формирующее устройство для послойного выращивания с системой нагрева включает основание и рабочую камеру, основание которого содержит в полости платформу и находящуюся на ней формируемую деталь; платформа, в свою очередь, связана с поршнем и включает нагревательное устройство, расположенное внутри основания, рабочая камера которого содержит один или несколько сканаторов, термокамеру, перемещаемое устройство нанесения материала, а также нагревательную излучающую панель с возможностью выборочного управления лазерными диодами, и отличается тем, что нагревательная излучающая панель с возможностью выборочного управления лазерными диодами выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении и состоит из концентрически расположенных секций со встроенными в каждую секцию лазерными диодами в количестве более двух, с возможностью наклона секций под углом к поверхности платформы.1. The forming device for layer-by-layer growth with a heating system includes a base and a working chamber, the base of which contains a platform in the cavity and a formed part located on it; the platform, in turn, is connected to the piston and includes a heating device located inside the base, the working chamber of which contains one or more scanners, a thermal chamber, a movable material application device, as well as a heating radiating panel with the possibility of selective control of laser diodes, and is characterized in that that the heating radiating panel with the possibility of selective control of laser diodes is made with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction and consists of concentrically arranged sections with more than two laser diodes built into each section, with the possibility of inclining the sections at an angle to the platform surface. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство нанесения материала выполнено с прикрепленной к нему с помощью направляющих нагревательной излучающей панелью.2. The device according to claim. 1, characterized in that the device for applying the material is made with a heating radiant panel attached to it by means of guides.

Images