RU210798U1 - Device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires - Google Patents
Device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires Download PDFInfo
- Publication number
- RU210798U1 RU210798U1 RU2021131457U RU2021131457U RU210798U1 RU 210798 U1 RU210798 U1 RU 210798U1 RU 2021131457 U RU2021131457 U RU 2021131457U RU 2021131457 U RU2021131457 U RU 2021131457U RU 210798 U1 RU210798 U1 RU 210798U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- products
- metal wires
- focusing lens
- layer
- metal wire
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
Полезная модель относится к лазерной обработке, в частности к оборудованию для изготовления объемных изделий из металлических проволок методом послойного синтеза. Может использоваться в различных областях машиностроения. Устройство для послойной печати объемных изделий из металлических проволок содержит несущую часть, рабочий стол, систему трехмерного позиционирования, систему управления с программными средствами, обеспечивающими процесс изготовления объемных изделий, лазерную головку, соединенную с источником лазерного излучения и содержащую корпусную часть и установленный в корпусной части фокусирующий объектив, и систему подачи металлических проволок. Лазерная головка снабжена телескопической системой, приводом вращения фокусирующего объектива, узлом резки металлических проволок, насадкой. Узел резки металлических проволок содержит размещенный в корпусной части неподвижный нож, выполненный с отверстиями с режущими кромками, и установленный на фокусирующем объективе ножевой элемент. Насадка установлена концентрично относительно фокусирующего объектива с кольцевым зазором для подачи отрезков металлических проволок в зону обработки. Система подачи металлических проволок состоит из механизмов подачи каждой металлической проволоки, требуемой для изготовления изделий состава и диаметра, в соответствующие им отверстия неподвижного ножа. Обеспечивается увеличение технологических возможностей, снижение трудозатрат и энергозатрат. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.The utility model relates to laser processing, in particular to equipment for the manufacture of bulk products from metal wires by layer-by-layer synthesis. It can be used in various fields of mechanical engineering. SUBSTANCE: device for layer-by-layer printing of three-dimensional products from metal wires contains a carrier part, a desktop, a three-dimensional positioning system, a control system with software that provides the process of manufacturing three-dimensional products, a laser head connected to a laser radiation source and containing a body part and a focusing head installed in the body part. lens, and a metal wire feed system. The laser head is equipped with a telescopic system, a focusing lens rotation drive, a metal wire cutting unit, and a nozzle. SUBSTANCE: unit for cutting metal wires contains a fixed knife placed in the body part, made with holes with cutting edges, and a knife element mounted on a focusing lens. The nozzle is installed concentrically relative to the focusing lens with an annular gap for feeding pieces of metal wires into the treatment area. The metal wire feeding system consists of mechanisms for feeding each metal wire required for the manufacture of products of composition and diameter into the corresponding holes of the fixed knife. An increase in technological capabilities, a reduction in labor costs and energy costs are provided. 6 w.p. f-ly, 6 ill.
Description
Полезная модель относятся к области лазерной обработки, в частности к технологии и оборудованию для изготовления объемных изделий из металлических проволок по цифровой модели изделия методом послойного синтеза, а также наплавки металлических покрытий и может быть использовано в различных областях машиностроения.The utility model relates to the field of laser processing, in particular to technology and equipment for the manufacture of bulk products from metal wires according to a digital model of the product by layer-by-layer synthesis, as well as surfacing of metal coatings and can be used in various fields of mechanical engineering.
Известно устройство для послойной печати объемных изделий из полимерных проволок, содержащее несущую часть, рабочий стол, систему трехмерного позиционирования, систему управления с программными средствами, обеспечивающими процесс изготовления объемных изделий, печатающую головку, содержащую корпус, нагреватель, сопло и смесительную систему, связанную с корпусом и соплом и состоящую из кольцевой камеры и расположенного в ней с возможностью вращения узла смешивания, узла резки полимерных проволок, содержащего неподвижный нож, выполненный с отверстиями с режущими кромками, и установленный на узле смешивания ножевой элемент, систему подачи полимерных проволок [Патент РФ №188301, МПК B41F 17/00, публ. 05.04.2019].A device for layer-by-layer printing of bulk products made of polymer wires is known, containing a carrier part, a desktop, a three-dimensional positioning system, a control system with software that provides the process of manufacturing bulk products, a print head containing a housing, a heater, a nozzle and a mixing system associated with the housing and a nozzle and consisting of an annular chamber and a mixing unit located in it with the possibility of rotation, a polymer wire cutting unit containing a fixed knife made with holes with cutting edges, and a knife element installed on the mixing unit, a system for feeding polymer wires [RF Patent No. 188301 , IPC B41F 17/00, publ. 04/05/2019].
Достоинством известного устройства является возможность получения объемных полимерных изделий различных цветов из расплава смеси нескольких полимерных проволок выбранных цветов.The advantage of the known device is the possibility of obtaining bulk polymer products of various colors from a melt mixture of several polymer wires of selected colors.
Недостатком данного устройства является то, что данное устройство предназначено для создания объемных полимерных изделий из полимерных проволок, и его невозможно применить для изготовления металлических объемных изделий.The disadvantage of this device is that this device is designed to create three-dimensional polymer products from polymer wires, and it cannot be used for the manufacture of metal bulk products.
Известны устройства для послойной печати объемных изделий из металлических порошков, содержащие несущую часть, рабочий стол, систему трехмерного позиционирования, систему управления с программными средствами, обеспечивающими процесс изготовления объемных изделий, источник лазерного излучения, лазерную головку, содержащую корпусную часть и установленный в корпусной части фокусирующий объектив, систему подачи металлических порошков [Патент РФ №168 271, МПК В23K 26/342, В23K 26/70, публ. 25.01.2017, Патент РФ №174 680, МПК B22F 3/105, B33Y 30/00, публ. 25.10.2017].Known devices for layer-by-layer printing of three-dimensional products from metal powders, containing a carrier part, a desktop, a three-dimensional positioning system, a control system with software that provide the process of manufacturing three-dimensional products, a laser radiation source, a laser head containing a body part and a focusing head installed in the body part. lens, metal powder supply system [RF Patent No. 168 271, IPC
Достоинством известных устройств является возможность получения, из одного или смеси нескольких металлических порошков различного химического состава, металлических объемных изделий с заданным химическим составом и свойствами.The advantage of known devices is the possibility of obtaining, from one or a mixture of several metal powders of different chemical composition, bulk metal products with a given chemical composition and properties.
Недостатками известных устройств являются высокая пористость получаемых металлических изделий, и, следовательно, низкая прочность, низкий коэффициент использования порошков, потери порошка при печати могут составлять до 50%.The disadvantages of the known devices are the high porosity of the resulting metal products, and, consequently, low strength, low utilization of powders, powder loss during printing can be up to 50%.
Кроме того, всем технологиям изготовления объемных изделий из металлических порошков присущи недостатки, связанные с высокой ценой порошков, а также невозможностью создания изделий с сетчатой, ячеистой или сотовой внутренней структурой.In addition, all technologies for manufacturing bulk products from metal powders have disadvantages associated with the high price of powders, as well as the impossibility of creating products with a mesh, cellular or honeycomb internal structure.
Также существенным недостатком известных устройств являются высокие требования к охране труда при работе с мелкодисперсными порошками и экологический аспект, сложность применяемого оборудования и вспомогательных систем, большие габаритные размеры и трудоемкость их обслуживания.Also, a significant disadvantage of the known devices are the high requirements for labor protection when working with fine powders and the environmental aspect, the complexity of the equipment and auxiliary systems used, large overall dimensions and the complexity of their maintenance.
Известно устройство для послойной печати объемных изделий из металлических проволок, содержащие несущую часть, рабочий стол, систему трехмерного позиционирования, систему управления с программными средствами, обеспечивающими процесс изготовления объемных изделий, источник лазерного излучения, лазерную головку, содержащую корпусную часть и установленный в корпусной части фокусирующий объектив, систему подачи металлических проволок [Патент РФ №153 612, МПК В23K 26/20, В23K 26/342, В23K 26/70, публ. 27.07.2015].A device for layer-by-layer printing of three-dimensional products made of metal wires is known, containing a carrier part, a desktop, a three-dimensional positioning system, a control system with software that provides the process of manufacturing three-dimensional products, a laser radiation source, a laser head containing a body part and a focusing head installed in the body part. lens, metal wire feed system [RF Patent No. 153 612, IPC
Данное устройство позволяют одной наплавляемой металлической проволокой изготавливать объемные изделие одного химического состава или получать, поочередно подаваемыми металлическими проволоками, из металлов с разной температурой плавления и диаметра, металлические объемные изделия, представляющие собой многослойную структуру, содержащую металлические слои, различенные по химическому составу и свойствам и с четкой границей раздела между ними.This device allows one welded metal wire to produce three-dimensional products of the same chemical composition or to obtain, alternately fed metal wires, from metals with different melting points and diameters, metal three-dimensional products, which are a multilayer structure containing metal layers that differ in chemical composition and properties and with a clear dividing line between them.
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяют поочередно подаваемыми металлическими проволоками из материалов с разными температурами плавления, получать металлические объемные изделия различного химического состава с однородным распределением структурных составляющих металлических проволок в слоях изделия.The disadvantage of this device is that it does not allow alternately supplied metal wires from materials with different melting points to obtain metal bulk products of various chemical compositions with a uniform distribution of the structural components of the metal wires in the layers of the product.
Недостатком данного устройства также является то, что при наплавке изделия одной металлической проволокой, максимальный нагрев происходит в точке контакта проволоки и наплавляемой поверхности изделия, вызывая при этом более глубокую зону термического влияния, что увеличивает склонность наплавленного слоя к образованию микротрещин, увеличивает потери материала при нанесении слоя изделия, а также требует повышения энергии луча, которая нужна для наплавки проволоки.The disadvantage of this device is also that when surfacing a product with a single metal wire, maximum heating occurs at the point of contact between the wire and the surface of the product to be welded, causing a deeper heat-affected zone, which increases the tendency of the deposited layer to form microcracks, increases material losses during deposition layer of the product, and also requires an increase in the energy of the beam, which is needed for surfacing the wire.
Недостатком данного устройства также является то, что его система подачи оснащена механизмом наведения для точной подачи проволоки в зону обработки, что снижает эксплуатационные возможности и производительность.The disadvantage of this device is also that its feed system is equipped with a guidance mechanism for accurately feeding the wire into the processing zone, which reduces operational capabilities and productivity.
Недостатком данного устройства также является то, что печать изделия ведется только одной металлической проволокой, подаваемой системой подачи. При печати металлической проволокой другого химического состава возникают перерывы в работе, вызванные необходимостью замены металлической проволоки, что также снижает производительность.The disadvantage of this device is also that the product is printed with only one metal wire supplied by the feed system. When printing with a metal wire of a different chemical composition, there are interruptions in work caused by the need to replace the metal wire, which also reduces productivity.
Также недостатком данного устройства являются большие трудозатраты и энергозатраты на обработку единицы площади поверхности изделия.Also, the disadvantage of this device is the high labor costs and energy costs for processing a unit surface area of the product.
Все эти недостатки снижают технологические и эксплуатационные возможности устройства, прочностные характеристики изделия, увеличивают потери материала, повышают трудозатраты и энергозатраты, ограничивают толщину получаемого слоя изделия, а также сужают ассортимент изготавливаемых изделий на данном устройстве.All these shortcomings reduce the technological and operational capabilities of the device, the strength characteristics of the product, increase the loss of material, increase labor and energy costs, limit the thickness of the product layer obtained, and also narrow the range of products manufactured on this device.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является устройство для послойной печати объемных изделий из металлических проволок, содержащие несущую часть, рабочий стол, систему трехмерного позиционирования, систему управления с программными средствами, обеспечивающими процесс изготовления объемных изделий, источник лазерного излучения, лазерную головку, содержащую корпусную часть и установленный в корпусной части фокусирующий объектив, систему подачи металлических проволок [Патент РФ №2 725 465, МПК B33Y 30/00, В23K 9/04, публ. 02.07.2020].The closest in technical essence and the achieved result to the claimed utility model is a device for layer-by-layer printing of three-dimensional products made of metal wires, containing a carrier part, a desktop, a three-dimensional positioning system, a control system with software that provides the process of manufacturing three-dimensional products, a laser radiation source, a laser head containing a body part and a focusing lens installed in the body part, a metal wire feed system [RF Patent No. 2 725 465, IPC B33Y 30/00, B23K 9/04, publ. 07/02/2020].
Известное устройство позволяет изготавливать, поочередно подаваемыми металлическими проволоками разного химического состава, объемное изделие, представляющие собой многослойную структуру, содержащую металлические слои, различенные по химическому составу и свойствам и с четкой границей раздела между ними.The known device makes it possible to manufacture, by alternately supplied metal wires of different chemical composition, a three-dimensional product, which is a multilayer structure containing metal layers differing in chemical composition and properties and with a clear interface between them.
Недостатком данного устройства то, что оно не позволяют поочередно подаваемыми металлическими проволоками разного химического состава, изготавливать металлические объемные изделия различного химического состава с однородным распределением структурных составляющих металлических проволок в слоях изделия.The disadvantage of this device is that it does not allow alternately supplied metal wires of different chemical composition to produce metal bulk products of different chemical composition with a uniform distribution of the structural components of the metal wires in the layers of the product.
Недостатком данного устройства также является то, что в качестве исходного материала используют предварительно сформированную проволоку, в виде повторяющихся секций, включающих утолщения и тонкие соединительные участки, что повышают трудозатраты и энергозатраты на ее изготовление.The disadvantage of this device is also that the source material used is a pre-formed wire in the form of repeating sections, including thickening and thin connecting sections, which increase labor and energy costs for its manufacture.
Недостатком данного устройства также является низкая производительность, так как печать изделия ведется только одной металлической проволокой, подаваемой системой подачи. При печати изделия металлической проволокой другого химического состава возникают перерывы в работе, вызванные необходимостью замены металлической проволоки.The disadvantage of this device is also low productivity, since the product is printed with only one metal wire supplied by the feed system. When printing a product with a metal wire of a different chemical composition, there are interruptions in work caused by the need to replace the metal wire.
Недостатком данного устройства также является то, что его система подачи оснащена механизмом для точной подачи проволоки в зону обработки, что снижает эксплуатационные возможности и производительность.The disadvantage of this device is also that its feed system is equipped with a mechanism for accurately feeding the wire into the processing zone, which reduces operational capabilities and productivity.
Также недостатком данного способа являются большие трудозатраты и энергозатраты на обработку единицы площади поверхности изделия.Also, the disadvantage of this method is the high labor costs and energy costs for processing a unit surface area of the product.
Все эти недостатки устройства не позволяют эффективно и качественно изготавливать объемные изделия из металлических проволок, снижают технологические и эксплуатационные возможности, производительность, увеличивают потери материала, повышают трудозатраты и энергозатраты, ограничивают толщину получаемого слоя изделия, а также сужают ассортимент изготавливаемых изделий.All these shortcomings of the device do not allow efficient and high-quality production of bulk products from metal wires, reduce technological and operational capabilities, productivity, increase material losses, increase labor and energy costs, limit the thickness of the resulting product layer, and also narrow the range of manufactured products.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, позволяющими высокопроизводительно и качественно изготавливать объемные изделия различного химического состава и различным комплексом эксплуатационных свойств из металлических проволок различного химического состава и диаметра, а также позволяющего снизить трудозатраты и энергозатраты на его изготовление.The technical task of the proposed utility model is to create a device that allows high-performance and high-quality production of bulk products of various chemical composition and a different set of operational properties from metal wires of various chemical composition and diameter, as well as reducing labor and energy costs for its manufacture.
Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается:The technical result from the use of the proposed technical solution is:
в возможности изготовления металлических объемных изделий различного химического состава с однородным распределением структурных составляющих проволок в изделии;in the possibility of manufacturing metal bulk products of various chemical compositions with a uniform distribution of the structural components of the wires in the product;
в возможности повышения скорости и качества изготовления металлических изделий;in the possibility of increasing the speed and quality of manufacturing metal products;
расширение ассортимента изготавливаемых изделий на данном устройстве, за счет создания новых конструкционных материалов расплавлением проволочных материалов с разными температурами плавления и разными диаметрами;expanding the range of manufactured products on this device, by creating new structural materials by melting wire materials with different melting temperatures and different diameters;
в снижение технологической себестоимости процесса изготовления объемных металлических изделий;in reducing the technological cost of the manufacturing process of bulk metal products;
в улучшении условий его эксплуатации.in improving its operating conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для послойной печати объемных изделий из металлических проволок, содержащее несущую часть, рабочий стол, систему трехмерного позиционирования, систему управления с программными средствами, обеспечивающими процесс изготовления объемных изделий, источник лазерного излучения, лазерную головку, содержащую корпусную часть и установленный в корпусной части фокусирующий объектив, систему подачи металлических проволок, согласно полезной модели, лазерная головка снабжена телескопической системой, приводом вращения фокусирующего объектива, узлом резки металлических проволок, содержащим размещенный в корпусной части неподвижный нож, выполненный с отверстиями с режущими кромками, и установленный на фокусирующем объективе ножевой элемент, насадкой, установленной концентрично относительно фокусирующего объектива, с кольцевым зазором для подачи отрезков металлических проволок в зону обработки, система управления выполнена с дополнительным программным средством по составлению рецептур сплавов из металлических проволок, требуемых изделиями составов, система подачи металлических проволок состоит из механизмов подачи металлических проволок, выполненных с возможностью одновременной и дозированной подачи каждой металлической проволоки, требуемой для изготовления изделий состава и диаметра, в соответствующие им отверстия неподвижного ножа.This technical result is achieved by the fact that a device for layer-by-layer printing of three-dimensional products made of metal wires, containing a carrier part, a desktop, a three-dimensional positioning system, a control system with software that provides the process of manufacturing three-dimensional products, a laser radiation source, a laser head containing a body part and a focusing lens installed in the body part, a metal wire supply system, according to the utility model, the laser head is equipped with a telescopic system, a focusing lens rotation drive, a metal wire cutting unit containing a fixed knife located in the body part, made with holes with cutting edges, and installed on the focusing lens there is a knife element, a nozzle installed concentrically with respect to the focusing lens, with an annular gap for feeding pieces of metal wires into the processing zone, the control system is made with additional m a software tool for formulating alloys from metal wires, the compositions required by products, the metal wire feeding system consists of metal wire feeding mechanisms, made with the possibility of simultaneous and dosed feeding of each metal wire required for the manufacture of products of composition and diameter, into the corresponding holes of the fixed knife.
Кроме того телескопическая система, состоит из по меньшей мере двух линз, одна из которых отрицательная, а вторая положительная, при этом положительная или отрицательная линза установлена с возможностью осевого перемещения.In addition, the telescopic system consists of at least two lenses, one of which is negative, and the second is positive, while the positive or negative lens is installed with the possibility of axial movement.
Кроме того, неподвижный нож выполнен в виде кольца с радиально расположенными отверстиями, а ножевой элемент выполнен в виде диска с режущими зубьями.In addition, the fixed knife is made in the form of a ring with radially arranged holes, and the knife element is made in the form of a disk with cutting teeth.
Кроме того, неподвижный нож выполнен в виде круглой пластины с отверстиями, а ножевой элемент выполнен по меньшей мере с одним лезвием.In addition, the fixed knife is made in the form of a round plate with holes, and the knife element is made with at least one blade.
Кроме того, каждый механизм подачи металлических проволок содержит прижимной ролик, подающую шестерню с приводом в виде шагового электродвигателя и направляющую трубку с мундштуком.In addition, each metal wire feed mechanism contains a pressure roller, a feed gear driven in the form of a stepper motor, and a guide tube with a mouthpiece.
Кроме того, снабжено средством подачи защитного газа в зону обработки, выполненным в виде дополнительной насадки со штуцером подачи защитного газа, установленной соосно насадки, с кольцевым зазором для подачи через него защитного газа в зону обработки.In addition, it is equipped with a means for supplying protective gas to the treatment zone, made in the form of an additional nozzle with a shielding gas supply fitting installed coaxially with the nozzle, with an annular gap for supplying protective gas through it to the treatment zone.
Кроме того, снабжено средством подачи защитного газа в зону обработки, выполненным в виде конического сопла со штуцером подачи защитного газа и закрепленным в верней его части стеклом, при этом средство подачи защитного газа в зону обработки размещено под фокусирующим объективом с возможностью подачи потока газа соосно лазерному лучу и прикреплено к насадке при помощи по крайней мере двух спиц или планок.In addition, it is equipped with a means for supplying protective gas to the treatment zone, made in the form of a conical nozzle with a shielding gas supply fitting and glass fixed in its upper part, while the means for supplying protective gas to the treatment zone is placed under the focusing lens with the possibility of supplying a gas flow coaxially to the laser beam and attached to the nozzle with at least two spokes or bars.
Кроме того, телескопическая система установлена соосно фокусирующего объектива.In addition, the telescopic system is mounted coaxially with the focusing lens.
Кроме того, телескопическая система установлена перпендикулярно фокусирующего объектива, при этом лазерная головка дополнительно снабжена поворотным зеркалом, оптически связанным с телескопической системой и фокусирующим объективом.In addition, the telescopic system is installed perpendicular to the focusing lens, while the laser head is additionally equipped with a rotary mirror optically connected to the telescopic system and the focusing lens.
Кроме того, поворотное зеркало выполнено с возможностью углового перемещения относительно оптической оси фокусирующего объектива и сканирования лазерного луча по поверхности обработки.In addition, the swivel mirror is configured to move angularly relative to the optical axis of the focusing lens and scan the laser beam over the processing surface.
Кроме того, дополнительное программное средство по составлению рецептур сплавов из металлических проволок, требуемых изделиями составов, состоит из таблицы металлических проволок различного химического состава и диаметра и машиносчитываемой инструкции по составлению из них рецептур сплавов для изготовления объемных изделий.In addition, an additional software tool for formulating alloys from metal wires required by compositions of products consists of a table of metal wires of various chemical compositions and diameters and machine-readable instructions for formulating alloys from them for the manufacture of bulk products.
Кроме того, снабжено сканирующей системой со специализированным программным средством, связанной проводной и/или беспроводной связью с системой управления.In addition, it is equipped with a scanning system with specialized software connected by wired and/or wireless communication with the control system.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.The causal relationship between the set of essential features of the claimed utility model and the achieved technical result is as follows.
Снабжение лазерной головки приводом вращения фокусирующего объектива, узлом резки металлических проволок, содержащим размещенный в корпусной части неподвижный нож, выполненный с отверстиями с режущими кромками, и установленный на фокусирующем объективе ножевой элемент, позволяет изготавливать металлические объемные изделия заданного химического состава и заданным комплексом эксплуатационных свойств, повышает производительность и качество, расширяет ассортимент изготавливаемых изделий, а также снижает трудозатраты и энергозатраты на его изготовление.Providing the laser head with a drive for rotating the focusing lens, a metal wire cutting unit containing a fixed knife located in the body part, made with holes with cutting edges, and a knife element mounted on the focusing lens, makes it possible to manufacture metal volumetric products of a given chemical composition and a given set of operational properties, increases productivity and quality, expands the range of manufactured products, and also reduces labor costs and energy costs for its manufacture.
Снабжение лазерной головки насадкой, установленной концентрично относительно фокусирующего объектива, с кольцевым зазором для подачи отрезков металлических проволок в зону обработки, позволяет точно подавать отрезки металлических проволок в зону обработки, и тем самым повышает технологические и эксплуатационные возможности устройства.Providing the laser head with a nozzle mounted concentrically with respect to the focusing lens, with an annular gap for supplying metal wire segments to the processing zone, allows accurate feeding of metal wire segments to the processing zone, and thereby increases the technological and operational capabilities of the device.
Выполнение системы управления с дополнительным программным средством по составлению рецептур сплавов из металлических проволок, требуемых изделиями составов, что позволяет гарантированно и точно получать рецептуры сплавов с требуемым соотношением массовых долей металлов.Implementation of a control system with an additional software tool for formulating alloys from metal wires required by composition products, which makes it possible to reliably and accurately obtain alloy recipes with the required ratio of mass fractions of metals.
Выполнение системы подачи металлических проволок состоящей из механизмов подачи металлических проволок, выполненных с возможностью одновременной и дозированной подачи каждой металлической проволоки, требуемой для изготовления изделий состава и диаметра, в соответствующие им отверстия неподвижного ножа, что позволяет изготавливать металлические объемные изделий различного химического состава и свойствами, повышает технологические, эксплуатационные возможности устройства и производительность.Implementation of a metal wire feeding system consisting of metal wire feeding mechanisms, made with the possibility of simultaneous and dosed feeding of each metal wire required for the manufacture of products of composition and diameter, into the holes of the fixed knife corresponding to them, which makes it possible to manufacture metal volumetric products of various chemical composition and properties, increases the technological, operational capabilities of the device and performance.
Выполнение телескопической системы, состоящей из по меньшей мере двух линз, одна из которых отрицательная, а вторая положительная, установка положительной или отрицательной линз с возможностью осевого перемещения, обеспечивает эффективный выбор оптимальных плотностей мощности излучения при лазерной обработке, и тем самым повышает технологические возможности и качество наплавляемого изделия.The implementation of a telescopic system consisting of at least two lenses, one of which is negative, and the second is positive, the installation of positive or negative lenses with the possibility of axial movement, provides an effective choice of optimal radiation power densities during laser processing, and thereby improves technological capabilities and quality deposited product.
Выполнение неподвижного ножа в виде кольца с радиально расположенными отверстиями, и ножевого элемента, выполненного в виде диска с режущими зубьями, расширяет эксплуатационные возможности.The implementation of a fixed knife in the form of a ring with radially arranged holes, and a knife element made in the form of a disk with cutting teeth, expands the operational capabilities.
Выполнение неподвижного ножа в виде круглой пластины с отверстиями, и ножевого элемента по меньшей мере с одним лезвием, расширяет эксплуатационные возможности.Execution of a fixed knife in the form of a round plate with holes, and a knife element with at least one blade, expands the operational capabilities.
Выполнение каждого механизма подачи металлических проволок содержащего прижимной ролик, подающую шестерню с приводом в виде шагового электродвигателя и направляющую трубку с мундштуком, позволяет подавать металлические проволоки различного состава и диаметра, и тем самым расширяет эксплуатационные возможности.The implementation of each metal wire feed mechanism containing a pressure roller, a feed gear driven in the form of a stepper motor and a guide tube with a mouthpiece, allows you to feed metal wires of various composition and diameter, and thereby expands the operational capabilities.
Снабжение средством подачи защитного газа в зону обработки, выполненным в виде дополнительной насадки со штуцером подачи защитного газа, установленной соосно насадки, с кольцевым зазором для подачи через него защитного газа в зону обработки, расширяет технологические возможности и область применения.The provision of a means for supplying protective gas to the treatment zone, made in the form of an additional nozzle with a shielding gas supply fitting, installed coaxially with the nozzle, with an annular gap for supplying protective gas through it to the treatment zone, expands the technological capabilities and scope.
Снабжение средством подачи защитного газа в зону обработки, выполненным в виде конического сопла со штуцером подачи защитного газа и закрепленным в верней его части стеклом, при этом средство подачи защитного газа в зону обработки размещено под фокусирующим объективом с возможностью подачи потока газа соосно лазерному лучу и прикреплено к насадке при помощи по крайней мере двух спиц или планок, что расширяет технологические возможности и область применения устройства.Provision of means for supplying protective gas to the processing zone, made in the form of a conical nozzle with a fitting for supplying protective gas and glass fixed in its upper part, while the means for supplying protective gas to the processing zone is placed under the focusing lens with the possibility of supplying a gas flow coaxially to the laser beam and attached to the nozzle using at least two spokes or strips, which expands the technological capabilities and scope of the device.
Установка телескопической системы соосно фокусирующего объектива, расширяет область применения устройства.Installing a telescopic system with a coaxially focusing lens expands the scope of the device.
Установка телескопической системы перпендикулярно фокусирующего объектива, при этом снабжение лазерной головки дополнительно поворотным зеркалом, оптически связанным с телескопической системой и фокусирующим объективом, расширяет технологические возможности и область применения устройства.Installation of the telescopic system perpendicular to the focusing lens, while supplying the laser head with an additional rotary mirror optically connected to the telescopic system and the focusing lens, expands the technological capabilities and scope of the device.
Выполнение поворотного зеркала с возможностью углового перемещения относительно оптической оси фокусирующего объектива и сканирования лазерного луча по поверхности обработки, что позволяет получать площадь зоны наплавки различной ширины, и тем самым повышает производительность и расширяет технологические возможности.Implementation of a rotary mirror with the possibility of angular movement relative to the optical axis of the focusing lens and scanning the laser beam over the processing surface, which allows obtaining the area of the surfacing zone of various widths, and thereby increases productivity and expands technological capabilities.
Выполнение дополнительного программного средства по составлению рецептур сплавов из металлических проволок, требуемых изделиями составов, состоящего из таблицы металлических проволок различного химического состава и диаметра и машиносчитываемой инструкции по составлению из них рецептур сплавов для изготовления объемных изделий, что упрощает процесс формирования рецептуры сплавов с требуемым соотношением массовых долей металлов.Execution of an additional software tool for formulating alloys from metal wires, the compositions required by products, consisting of a table of metal wires of various chemical compositions and diameters and a machine-readable instruction for compiling alloys from them for the manufacture of bulk products, which simplifies the process of formulating alloys with the required mass ratio proportion of metals.
Снабжение сканирующей системой, со специализированным программным средством, связанной проводной и/или беспроводной связью с системой управления, ускоряет процесс построения изделия и тем самым расширяет технологические и эксплуатационные возможности.The provision of a scanning system with a specialized software tool connected by wired and/or wireless communication with the control system speeds up the process of building a product and thereby expands the technological and operational capabilities.
Сопоставление заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается от прототипа следующими признаками:Comparison of the proposed technical solution with the prototype shows that it differs from the prototype in the following features:
лазерная головка снабжена телескопической системой; the laser head is equipped with a telescopic system;
приводом вращения фокусирующего объектива: focusing lens rotation drive:
узлом резки металлических проволок, содержащим, размещенный в корпусной части, неподвижный нож, выполненный с отверстиями с режущими кромками, и установленный на фокусирующем объективе ножевой элемент, a metal wire cutting unit containing a fixed knife located in the body part, made with holes with cutting edges, and a knife element mounted on a focusing lens,
насадкой, установленной концентрично относительно фокусирующего объектива, с кольцевым зазором для подачи отрезков металлических проволок в зону обработки; a nozzle installed concentrically with respect to the focusing lens, with an annular gap for feeding pieces of metal wires into the treatment area;
система управления выполнена с дополнительным программным средством по составлению рецептур сплавов из металлических проволок, требуемых изделиями составов; the control system is made with an additional software tool for formulating alloys from metal wires, the compositions required by the products;
система подачи металлических проволок состоит из механизмов подачи металлических проволок, выполненных с возможностью одновременной и дозированной подачи каждой металлической проволоки, требуемой для изготовления изделий состава и диаметра, в соответствующие им отверстия неподвижного ножа. the metal wire feeding system consists of metal wire feeding mechanisms configured to simultaneously and dosedly feed each metal wire required for the manufacture of products of composition and diameter into the fixed knife openings corresponding to them.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного устройства для послойной печати объемных изделий из металлических проволок отсутствуют.The analysis of the prior art carried out by the applicant made it possible to establish that there are no analogues characterized by sets of features identical to all the features of the claimed device for layer-by-layer printing of bulk products made of metal wires.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».Thus, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty".
Изложенная сущность заявляемого устройства для послойной печати объемных изделий из металлических проволок поясняется чертежами, на которых схематично представленыThe stated essence of the proposed device for layer-by-layer printing of three-dimensional products made of metal wires is illustrated by drawings, which schematically show
фиг. 1 - общий вид устройства для послойной печати объемных изделий из металлических проволок;fig. 1 is a general view of a device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires;
фиг. 2 - схематическое изображение в разрезе лазерной головки, выполненной с узлом резки металлических проволок, содержащим неподвижный нож в виде кольца, с радиально расположенными отверстиями, и ножевой элемент в виде диска с режущими зубьями;fig. 2 is a schematic sectional view of a laser head made with a metal wire cutting unit containing a fixed ring-shaped knife with radially arranged holes, and a knife element in the form of a disk with cutting teeth;
фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2;fig. 3 - section A-A in Fig. 2;
фиг. 4 - схематическое изображение в разрезе лазерной головки, выполненной с узлом резки металлических проволок, содержащим неподвижный нож в виде круглой пластины с отверстиями, и ножевой элемент выполненный четырехлезвийным; Фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 4;fig. 4 is a schematic sectional view of a laser head made with a metal wire cutting unit containing a fixed knife in the form of a round plate with holes, and a four-bladed knife element; Fig. 5 is a section A-A in FIG. 4;
фиг. 6 - схематическое изображение лазерной головки, выполненной с телескопической системой установленной перпендикулярно фокусирующего объектива и с поворотным зеркалом.fig. 6 is a schematic representation of a laser head made with a telescopic system installed perpendicular to the focusing lens and with a swivel mirror.
Устройство для послойной печати объемных изделий из металлических проволок содержит несущую часть 1, рабочий стол 2, систему трехмерного позиционирования 3, систему управления с программными средствами, обеспечивающими процесс изготовления объемных изделий, источник лазерного излучения 4, лазерную головку 5, содержащую корпусную часть 6 и установленный в корпусной части 6 фокусирующий объектив 7, систему подачи 8 металлических проволок 9.A device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires contains a carrier part 1, a
Лазерная головка снабжена телескопической системой 10, приводом вращения 11 фокусирующего объектива 7, узлом резки 12 металлических проволок 9, насадкой 13.The laser head is equipped with a
Узел резки 12 металлических проволок 9 содержит размещенный в корпусной части 6 неподвижный нож 14, выполненный с отверстиями 15 с режущими кромками, и установленный на фокусирующем объективе 7 ножевой элемент 16.The cutting
Насадка 13 установлена концентрично относительно фокусирующего объектива 7, с кольцевым зазором для подачи отрезков металлических проволок 9 в зону обработки.The
Система управления выполнена с дополнительным программным средством по составлению рецептур сплавов из металлических проволок 9, требуемых изделиями составов.The control system is made with an additional software tool for formulating alloys from metal wires 9, the compositions required by the products.
Система подачи 8 металлических проволок 9 состоит из механизмов подачи 17 металлических проволок 8, выполненных с возможностью одновременной и дозированной подачи каждой металлической проволоки 9, требуемой для изготовления изделий состава и диаметра, в соответствующие им отверстия 15 неподвижного ножа 14.The
Источником проволочного материала 9 обычно служит бабины 18 с намотанной металлической проволокой 9 (фиг. 1).The source of the wire material 9 is usually a
Для послойной печати объемных изделий используют металлические проволоки 9 разного состава и диаметра, предпочтительно диаметром от 0.1 до 1.2 мм.For layer-by-layer printing of volumetric products, metal wires 9 of different composition and diameter are used, preferably with a diameter of 0.1 to 1.2 mm.
Телескопическая система 10 содержит отрицательную линзу 19 и положительную линзу 20, при этом положительная 20 или отрицательная 19 линза установлена с возможностью осевого перемещения.The
Фокусирующий объектив 7 состоит из корпуса (не обозначен), выполненного в виде в цилиндра, и установленной в нем оптики (не обозначена), формирующей лазерный луч. Фокусирующий объектив 7 установлен в корпусной части 6 на подшипнике (не обозначен).The focusing
Привод вращения 11 фокусирующего объектива 7 состоит из электродвигателя 21 и цилиндрического или конического редуктора 22. Привод вращения 11 фокусирующего объектива 7 соединен с системой управления.The rotation drive 11 of the focusing
Узел резки 12 проволочного материала 9 может быть выполнен с неподвижным ножом 14 и ножевым элементом 16 различной конструкции, позволяющими эффективно измельчать используемые металлические проволоки 9 различного химического состава и выбранного диаметра.The cutting
Узел резки 12 металлических проволок 9 может быть выполнен с неподвижным ножом 14 в виде кольца с радиально расположенными отверстиями 15 и ножевым элементом 16, выполненным в виде диска с режущими зубьями (фиг. 2-3).The cutting
Узел резки 12 металлических проволок 9 может быть выполнен с неподвижным ножом 14 в виде круглой пластины с отверстиями 15, и ножевым элементом 16, выполненным с по меньшей мере с одним лезвием (фиг. 4-5).The cutting
Отверстия 15 в неподвижном ноже 14 могут быть выполнены диаметром, равным диаметру подаваемой проволоки 9, или выполнены диаметром, равным максимальному диаметру используемой проволоки 9.
Насадка 13 выполнена в форме цилиндра, переходящего в конус (не показана), или в форме усеченного конуса и связана с корпусной частью 6 или неподвижным ножом 14.The
Каждый механизм подачи 17 проволок 9 содержит прижимной ролик, подающую шестерню (не обозначены) с приводом в виде шагового электродвигателя (не показан) и направляющую трубку 23 с мундштуком 24. Механизмы подачи 17 металлических проволок 9 выполнены с возможностью подачи используемой металлической проволоки различного диаметра и из разного материала.Each
Направляющие трубки 23 могут быть непосредственно связаны с отверстием 15 неподвижного ножа 14 или посредством мундштуков 24.The
Направляющие трубки 24 могут быть выполнены из гибкого полимерного материала.The
В зависимости от технологических задач послойную печать объемных изделий из металлических проволок 9 осуществляют в герметичной камере (не показана) в защитной среде из инертных газов или в среде атмосферного воздуха.Depending on the technological tasks, layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires 9 is carried out in a sealed chamber (not shown) in a protective environment of inert gases or in atmospheric air.
При послойной печати объемных изделий в среде атмосферного воздуха, для защиты зоны обработки от воздействия окружающей среды (воздуха), в зону наплавки подают защитный газ.When layer-by-layer printing of volumetric products in atmospheric air, to protect the processing zone from the effects of the environment (air), a protective gas is supplied to the surfacing zone.
При этом, для подачи защитного газа в зону обработки, устройство для послойной печати объемных изделий из металлических проволок может быть снабжено средством подачи защитного газа в зону обработки (фиг. 4), выполненным в виде дополнительной насадки 25 со штуцером 26 подачи защитного газа. Дополнительная насадка 25 установлена соосно насадки 13 с кольцевым зазором для подачи через него защитного газа в зону обработки. Дополнительная насадка 25 может быть выполнена в форме цилиндра, переходящего в конус или в форме усеченного конуса, и связана с насадкой 13 или корпусной частью 6.At the same time, to supply protective gas to the treatment zone, the device for layer-by-layer printing of three-dimensional products made of metal wires can be equipped with a means for supplying protective gas to the treatment zone (Fig. 4), made in the form of an
При послойной печати объемных изделий в среде атмосферного воздуха устройство для послойной печати объемных изделий из металлических проволок может быть снабжено средством подачи защитного газа в зону обработки (фиг. 6), выполненным в виде конического сопла 27 со штуцером 26 подачи защитного газа и закрепленным в верней его части стеклом 28. Стекло 28 выполнено в виде круглого прозрачного элемента из кварцевого стекла. При этом средство подачи защитного газа в зону обработки (фиг. 6) размещено под фокусирующим объективом 7 с возможностью подачи потока газа соосно лазерному лучу и прикреплено к насадке 13 при помощи по крайней мере двух спиц или планок 29.When layer-by-layer printing of bulk products in atmospheric air, a device for layer-by-layer printing of bulk products made of metal wires can be equipped with a means for supplying protective gas to the processing zone (Fig. 6), made in the form of a
Телескопическая система 10 может быть установлена соосно оптической оси фокусирующего объектива 7 (фиг. 2 и фиг. 4).
Телескопическая система 10 может быть установлена перпендикулярно оптической оси фокусирующего объектива 7 (Фиг. 6), при этом лазерная головка 5 дополнительно снабжена поворотным зеркалом 30, оптически связанным с телескопической системой 10 и фокусирующим объективом 7.The
Поворотное зеркало 30, может быть выполнено с возможностью углового перемещения относительно оптической оси фокусирующего объектива 7 и сканирования лазерного луча по поверхности обработки.The
Такое выполненное поворотного зеркала 30 позволяет реализовать различное расположение лазерного пучка относительно поверхности обработки и получать площадь зоны наплавки различной ширины, и, тем самым, позволяет повысить производительность и расширить технологические возможности.Such a
Изготовление объемных изделий осуществляют на подложке (не показана), установленной на рабочем столе 2.The manufacture of bulk products is carried out on a substrate (not shown) installed on the
Дополнительное программное средство по составлению рецептур сплавов из металлических проволок 9, требуемых изделиями составов, состоит из таблицы металлических проволок 9 различного химического состава и диаметра, и машиносчитываемой инструкции по составлению из них рецептур сплавов для изготовления объемных изделий.An additional software tool for formulating alloys from metal wires 9, the compositions required by products, consists of a table of metal wires 9 of various chemical composition and diameter, and a machine-readable instruction for formulating alloys from them for the manufacture of bulk products.
Для создания цифровых моделей изделий существующих объектов используют сканирующую систему со специализированным программным средством, связанную проводной и/или беспроводной связью с системой управления.To create digital models of products of existing objects, a scanning system with specialized software is used, connected by wire and/or wireless communication with the control system.
Перемещение фокусирующего объектива 7 и рабочего стола 2 по соответствующим им координатам показано стрелками (фиг. 1).The movement of the focusing
Несущая часть 1 может быть выполнена по схеме типа портал (фиг.1) или консоль (не показана).The carrier part 1 can be made according to the scheme type portal (figure 1) or console (not shown).
Устройство послойной печати объемных изделий из металлических проволок 9 может быть выполнено с системой трехмерного позиционирования 3 различной конструкции.The device for layer-by-layer printing of three-dimensional products from metal wires 9 can be made with a three-
Устройство послойной печати объемных изделий из металлических проволок 9 может быть выполнено с системой трехмерного позиционирования 3, состоящей из системы позиционирования лазерной головка 5 по координатам X и Z и системы позиционирования рабочего стола 2 по координате Y (фиг. 1).The device for layer-by-layer printing of three-dimensional products from metal wires 9 can be made with a three-
Устройство послойной печати объемных изделий из металлических проволок 9 может быть выполнено с системой трехмерного позиционирования 3, состоящей из системы позиционирования рабочего стола 2 по координатам XYZ (не показано) относительно неподвижно установленной лазерной головка 5.The device for layer-by-layer printing of three-dimensional products from metal wires 9 can be made with a three-
В качестве источника лазерного излучения 4, при жестко зафиксированной на несущей части 1 лазерной головки 5, используют или твердотельный лазер, или полупроводниковый лазер, или волоконный лазер, а при использовании перемещающейся лазерной головки 5 по двум Y Z-координатам используют волоконный лазер.As a source of
Устройство послойной печати объемных изделий из металлических проволок 9 работает следующим образом.Device for layer-by-layer printing of bulk products made of metal wires 9 operates as follows.
Перед началом печати на персональном компьютере с помощью соответствующего графического программного обеспечения (например, Компас 3D, AutoCad, Solid Works, Blender, 3ds Max, Google SketchUp) создают графическую 3D-модель изделия.Before starting printing on a personal computer, using the appropriate graphic software (for example, Compass 3D, AutoCad, Solid Works, Blender, 3ds Max, Google SketchUp), a graphic 3D model of the product is created.
Создание ЗБ-модели изделий существующих объектов осуществляют известным образом при помощи сканирующей системы, выполненной со специализированным программным средством.The creation of an ST model of products of existing objects is carried out in a known manner using a scanning system made with a specialized software tool.
Дополнительным программным средством по составлению рецептур сплавов из металлических проволок 9, требуемых изделиями составов, содержащим таблицу металлических проволок 9 различного химического состава и диаметра и машиносчитываемую инструкцию по составлению из них рецептур сплавов, составляет рецептуру сплава изделия из соответствующих количеств выбранных металлических проволок 9 для получения из них объемного изделия с требуемым соотношением массовых долей металлов.An additional software tool for formulating alloys from metal wires 9, the compositions required by products, containing a table of metal wires 9 of various chemical composition and diameter and machine-readable instructions for compiling alloy formulas from them, formulates an alloy product from the appropriate quantities of selected metal wires 9 to obtain from them of a bulk product with the required ratio of mass fractions of metals.
Созданную ЗD-модель изделия загружают в компьютер через сетевой интерфейс или переносной носитель. Размещают подложку (не показана) на рабочем столе 2, заправляют в механизмы подачи 17 металлические проволоки 9, выбранные для получения из них объемного изделия с требуемым соотношением массовых долей металлов, и запускают процесс печати изделия.The created 3D model of the product is loaded into a computer via a network interface or portable media. The substrate (not shown) is placed on the
Системой подачи 8, ее механизмами подачи 17 и направляющими трубками 23 с бабин 18 одновременно подают заданные рецептурой сплава изделия металлические проволоки 9 в соответствующие им отверстия 15 неподвижного ножа 14. Придают вращение фокусирующему объективу 7 приводом 11, и измельчают металлические проволоки 9 узлом резки 12, содержащим неподвижный нож 14 и ножевой элемент 23, установленный на фокусирующем объективе. Отрезки металлических проволок 9 через кольцевой зазор, образованным насадкой 13 и фокусирующим объективом 7, подают в зону обработки.The
Одновременно генерируемый источником лазерного излучения 4 лазерный луч (показан стрелками) направляется в телескопическую систему 10, которая осуществляет коллимацию лазерного луча.Simultaneously generated by the
Полученный лазерный луч или соосно (фиг. 2 и фиг. 4) или поворотным зеркалом 30 (фиг. 6) направляют через фокусирующий объектив 7 в зону обработки, и сфокусированным лазерным лучом расплавляют отрезки металлических проволок 9 и формируют из их расплава объемные изделия слоями на подложке (не показана), размещенной на рабочем столе 2 в соответствии с 3D-моделью изделия.The resulting laser beam is directed either coaxially (Fig. 2 and Fig. 4) or by a rotary mirror 30 (Fig. 6) through a focusing
Для получения площади зоны наплавки различной ширины, поворотному зеркалу 30, придают угловое перемещение относительно оптической оси фокусирующего объектива 7, и осуществляют наплавку отрезков металлических проволок 9 в режиме сканирующего лазерного луча посредством его перемещения поворотным зеркалом 30 по поверхности обработки.To obtain the area of the surfacing zone of various widths, the
При послойной печати объемных изделий однородного химического состава используют металлическими проволоками 9 одного химического состава и диаметра.When layer-by-layer printing of volumetric products of a homogeneous chemical composition, metal wires 9 of the same chemical composition and diameter are used.
При послойной печати объемных изделий металлическими проволоками 9 разной тугоплавкости используют проволоки 9 различного диаметра, при этом диаметр более легкоплавкой проволоки 9 выбирают больше диаметра тугоплавкой проволоки 9, что позволяет уменьшить мощность энергетического луча, которая нужна для наплавки отрезков проволок, а также уменьшить зону термического влияния в точке контакта отрезков проволок и наплавляемой поверхностью, снизить потери материала.When layer-by-layer printing of volumetric products with metal wires 9 of different refractoriness, wires 9 of different diameters are used, while the diameter of a more fusible wire 9 is chosen larger than the diameter of refractory wire 9, which makes it possible to reduce the power of the energy beam that is needed for surfacing wire segments, as well as to reduce the heat-affected zone at the point of contact between the wire segments and the weld surface, to reduce material loss.
Послойную печать изделий осуществляют металлическими проволоками 9 различного требуемого изделием состава, диаметром от 0,1 до 1,2 мм.Layer-by-layer printing of products is carried out with metal wires 9 of various composition required by the product, with a diameter of 0.1 to 1.2 mm.
Использование металлическими проволок, диаметр которых составляет от 0,1 до 1,2 мм, обеспечивает интенсивное и полное расплавление отрезков металлических проволок 9 из различных черных и цветных металлов и позволяет регулировать толщину слоя изделия.The use of metal wires, the diameter of which is from 0.1 to 1.2 mm, provides intensive and complete melting of metal wire segments 9 from various ferrous and non-ferrous metals and allows you to adjust the thickness of the layer of the product.
Изготовление объемных изделий, в зависимости от технологических задач и марки металлических проволок, осуществляют или в герметичной камере в защитной среде из инертных газов или в среде атмосферного воздуха.The manufacture of bulk products, depending on the technological tasks and the brand of metal wires, is carried out either in a sealed chamber in a protective environment of inert gases or in atmospheric air.
При изготовлении изделий в среде атмосферного воздуха в зону обработки средством подачи защитного газа в зону обработки (фиг. 4) или средством подачи защитного газа в зону обработки (фиг. 6) подают защитный газ. Аналогично осуществляю наплавку металлических покрытий на детали.When manufacturing products in atmospheric air, a protective gas is supplied to the processing zone by means of supplying protective gas to the processing zone (Fig. 4) or by means of supplying protective gas to the processing zone (Fig. 6). Similarly, I carry out surfacing of metal coatings on parts.
Предлагаемое устройство позволяет высокопроизводительно и качественно изготавливать из различных марок металлических проволок объемные изделия с заданными физико-механическими свойствами и химическим составом, а также позволяет повысить качество покрытия, снизить потери материала, трудозатраты и энергозатраты.The proposed device allows high-performance and high-quality production of bulk products from various grades of metal wires with specified physical and mechanical properties and chemical composition, and also improves the quality of the coating, reduces material losses, labor costs and energy costs.
Заявляемое техническое решение пригодно к осуществлению промышленным способом с использованием существующих технологий производства.The claimed technical solution is suitable for industrial implementation using existing production technologies.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».Thus, the claimed technical solution meets the condition of patentability "industrial applicability".
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021131457U RU210798U1 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021131457U RU210798U1 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU210798U1 true RU210798U1 (en) | 2022-05-05 |
Family
ID=81459118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021131457U RU210798U1 (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU210798U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807114C1 (en) * | 2023-03-13 | 2023-11-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Modular system for 3d printing of layered composite metals for cnc machines with function of quick change and non-adjustment of deposited material |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2361698C1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method of shots and granules receiving |
| WO2011054113A1 (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-12 | Ap&C Advanced Powders & Coatings Inc. | Methods and apparatuses for preparing spheroidal powders |
| US20170326649A1 (en) * | 2014-03-11 | 2017-11-16 | Tekna Plasma Systems Inc. | Process and apparatus for producing powder particles by atomization of a feed material in the form of an elongated member |
| RU2691017C1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-06-07 | Александр Сергеевич Кривенко | 3d method of printing sectioned wire |
| RU2725465C2 (en) * | 2018-02-01 | 2020-07-02 | Александр Сергеевич Кривенко | 3d printer |
| RU2751609C1 (en) * | 2020-05-06 | 2021-07-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Дисперсные Материалы" | Method and device for producing powders for additive technologies |
-
2021
- 2021-10-26 RU RU2021131457U patent/RU210798U1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2361698C1 (en) * | 2008-03-19 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Ступинская металлургическая компания" | Method of shots and granules receiving |
| WO2011054113A1 (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-12 | Ap&C Advanced Powders & Coatings Inc. | Methods and apparatuses for preparing spheroidal powders |
| US20170326649A1 (en) * | 2014-03-11 | 2017-11-16 | Tekna Plasma Systems Inc. | Process and apparatus for producing powder particles by atomization of a feed material in the form of an elongated member |
| RU2691017C1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-06-07 | Александр Сергеевич Кривенко | 3d method of printing sectioned wire |
| RU2725465C2 (en) * | 2018-02-01 | 2020-07-02 | Александр Сергеевич Кривенко | 3d printer |
| RU2751609C1 (en) * | 2020-05-06 | 2021-07-15 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Дисперсные Материалы" | Method and device for producing powders for additive technologies |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807114C1 (en) * | 2023-03-13 | 2023-11-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Modular system for 3d printing of layered composite metals for cnc machines with function of quick change and non-adjustment of deposited material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107598162B (en) | Increase material and subtracts the metal parts composite manufacturing System and method for that material is combined with ultrasonic treatment | |
| Schopphoven et al. | Investigations on ultra-high-speed laser material deposition as alternative for hard chrome plating and thermal spraying | |
| Turichin et al. | High-speed direct laser deposition: technology, equipment and materials | |
| JP2003505250A (en) | Apparatus and method for preparing building components from a combination of materials | |
| JP2019073796A (en) | Apparatus and method for additive manufacturing with real-time and in-situ adjustment of growth parameters | |
| US4323756A (en) | Method for fabricating articles by sequential layer deposition | |
| CN112195467B (en) | Method and system for controlling deformation of functional coating prepared by high-speed laser cladding of disc part | |
| CN101709468A (en) | Method for rapidly preparing gradient metal ceramic composite material by laser induction hybrid cladding | |
| CN107034459A (en) | System and method for carrying out laser melting coating in controlled environment | |
| CN112108769A (en) | Synchronous wire feeding and powder feeding laser cladding welding system and cladding welding method | |
| CN111070683B (en) | 3D printing powder laying system, 3D printing device and 3D printing powder laying method | |
| CN111702322A (en) | Composite manufacturing system and method for additive manufacturing and laser preheating auxiliary material reducing cutting | |
| CN108950545A (en) | A kind of rotary light beam ultrahigh speed laser cladding method and device | |
| CN111218684B (en) | Method for preparing high-melting-point coating through laser-assisted ultrahigh-speed laser cladding | |
| Peng et al. | Development of a reversible machining method for fabrication of microstructures by using micro-EDM | |
| CN1259452C (en) | Method and its device for preparing cutter by laser coating composite ceramic layer | |
| RU210798U1 (en) | Device for layer-by-layer printing of volumetric products from metal wires | |
| CN115038536A (en) | System and method for laser metal powder deposition | |
| CN114346257A (en) | Method for preparing multi-element alloy by variable-spot laser high-flux and special equipment | |
| JP3662595B2 (en) | Tool surface treatment method and apparatus | |
| CN111497238B (en) | Array type laser rotary printing additive manufacturing equipment and printing method | |
| CN111020569B (en) | Single-beam double-light-spot composite energy field laser cladding head and optical assembly thereof | |
| CN107617860B (en) | Process the method and its realization of superhard cutter | |
| CN208358024U (en) | A kind of laser processing device suitable for processing superhard material | |
| CN112430796B (en) | Preparation method of micro-nano textured coating of diamond grinding wheel |