RU2771823C2

RU2771823C2 - Method and device for finishing surface of products manufactured using 3d-printing

Info

Publication number: RU2771823C2
Application number: RU2020102212A
Authority: RU
Inventors: Андреа АРИЕНТИ; Маурицио ФОЛЛАДОР
Original assignee: 3Днекстек С.Р.Л.
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-23
Publication date: 2022-05-12

Abstract

FIELD: 3D printing.

SUBSTANCE: invention relates to a method and a device for finishing surface of parts obtained using 3D printing. According to the method, a processed part and a liquid plasticizer used in the process are heated together in a hermetically closed processing chamber to a working temperature that is less than a boiling temperature of the plasticizer used in the process. A vapor-air mixture is maintained at constant circulation in the chamber to maintain a uniform temperature and concentration and to provide a contact of the part with the air/vapor mixture to avoid the formation of condensate on the part surface and to allow vapors of the plasticizer used in the process to be absorbed in the part surface without the formation of condensate. The time of vapor impact is fixed depending on the required penetration depth. The device contains a chamber with heating elements, a means for ensuring the circulation of the air/vapor mixture in the chamber to maintain a uniform temperature and concentration in it, and a unit for separating vapors of the plasticizer used in the process from the air/vapor mixture by condensation.

EFFECT: invention provides for the simplification of a method for finishing parts.

27 cl, 16 dwg, 3 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение в общем относится к области печати трехмерных объектов (далее обозначенной термином «3D печать» для краткости) и, в частности, относится к способу отделки поверхности изделий/объектов (далее также обозначенных термином «детали»), полученных с помощью процессов 3D печати, особенно включающих использование полимерных материалов для изготовления деталей. Настоящее изобретение также относится к устройству для отделки поверхности деталей, полученных с помощью 3D печати.The present invention generally relates to the field of printing three-dimensional objects (hereinafter referred to as "3D printing" for brevity) and, in particular, relates to a method of surface finishing of products/objects (hereinafter also referred to as "parts") obtained using 3D printing processes , especially including the use of polymeric materials for the manufacture of parts. The present invention also relates to a surface finishing device for 3D printed parts.

Уровень техникиState of the art

Как известно, процессы 3D печати позволяют воспроизводить трехмерные объекты из соответствующих моделей, созданных с помощью программного обеспечения для 3D моделирования. Количество установок, устройств и целых систем, основанных на таких процессах, все быстрее растет на рынке также благодаря снижению их стоимости и все более разнообразному выбору продуктов, поступающих на рынок, от профессиональных и/или промышленных устройств до настольных, офисных и бытовых установок.As you know, 3D printing processes allow you to reproduce three-dimensional objects from the corresponding models created using 3D modeling software. The number of installations, devices and entire systems based on such processes is growing rapidly on the market, also due to lower costs and an increasingly diverse selection of products entering the market, from professional and/or industrial devices to desktop, office and home installations.

Использование 3D принтеров быстро распространилось от быстрого прототипирования до множества других применений в разнообразных областях, от архитектуры до развлечений, от биомедицинского сектора до аэрокосмического сектора, и многих других.The use of 3D printers has rapidly expanded from rapid prototyping to a host of other applications in fields ranging from architecture to entertainment, from the biomedical sector to the aerospace sector, to name a few.

В общем, процессы 3D печати включают послойное нанесение подходящего материала для получения объекта в трех измерениях. Более распространенной технологией, в основном благодаря ее низкой стоимости, является печать путем осаждения или FFM/FDM (Производство способом наплавления нитей/Моделирование методом послойного наплавления), где полимерную нить нагревают до температуры плавления и пропускают через сопло, управляемое программным обеспечением, которое при перемещении наносит материал, формируя перекрывающие друг друга слои. В этом типе технологии наиболее часто используются такие материалы как ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) и PLA (полимолочная кислота). Согласно другим технологиям используются порошкообразные полимерные или металлические материалы или жидкие полимерные материалы.In general, 3D printing processes involve the layering of a suitable material to produce an object in three dimensions. A more common technology, mainly due to its low cost, is deposition printing, or FFM/FDM (Filament Fusion Manufacturing/Fusion Fusion Modeling), where a polymer filament is heated to a melting point and passed through a software-controlled nozzle that, when moved, applies the material, forming overlapping layers. The most commonly used materials in this type of technology are ABS (acrylonitrile butadiene styrene) and PLA (polylactic acid). Other technologies use powdered polymeric or metallic materials or liquid polymeric materials.

Толщина слоя обычно составляет 50-100 микрон, но может быть получена толщина в диапазоне 10 микрон, однако это увеличивает время производства. Качество отделки очевидно лучше при уменьшении толщины слоев, но, тем не менее, поверхность объекта имеет относительно заметные полосы, неровность и пористость, при этом объекты могут либо демонстрировать нежелательные свойства (например, их может пропитать жидкость) или иметь внешний вид, не подходящий для их окончательного назначения (например, в случае декоративных объектов). В других случаях неровность поверхности не соответствует желаемым требованиям и/или допустимым отклонениям размеров (например, если объект, изготовленный с помощью 3D печати, является литейной формой). Во всех этих случаях и других, не упомянутых применительно к качеству изготовленной детали, должны использоваться методы отделки поверхности.The layer thickness is usually 50-100 microns, but thicknesses in the range of 10 microns can be obtained, however this increases the production time. The quality of the finish is obviously better as the thickness of the layers decreases, but nevertheless the surface of the object has relatively noticeable streaks, unevenness and porosity, and the objects may either exhibit undesirable properties (for example, they may be impregnated with liquid) or have an appearance that is not suitable for their final destination (for example, in the case of decorative objects). In other cases, the surface roughness does not meet the desired requirements and/or dimensional tolerances (for example, if the 3D printed object is a mold). In all these cases, and others not mentioned in relation to the quality of the manufactured part, surface finishing methods must be used.

Известный способ отделки поверхности изделий из пластикового материала, полученных, например, путем литья методом впрыска, включает погружение изделия в растворитель, совместимый с пластиковым материалом или подвергание изделия воздействию паров растворителя в течение предопределенного времени для того, чтобы вызвать ограниченную растворимость поверхности пластикового материала, который может течь на поверхности изделия в достаточной степени, чтобы сгладить любую шероховатость, присутствующую на ней (см., например, US5448838).A known method of surface finishing of articles made of plastic material, for example, by injection molding, involves immersing the article in a solvent compatible with the plastic material or exposing the article to solvent vapors for a predetermined time in order to cause limited solubility of the surface of the plastic material, which can flow on the surface of the product sufficiently to smooth out any roughness present on it (see, for example, US5448838).

Этот способ также распространили на отделку поверхности изделий, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати. Для информации на эту тему, см. WO03/089218, WO2007/044007, WO2008/088761 и WO2010/002643. 3D детали после изготовления в 3D принтере подвергают воздействию паров подходящего растворителя, совместимого с пластиковым материалом. При контакте с деталью пары конденсируются на ней и размягчают материал для того, чтобы заставить материал течь на поверхности, таким образом сглаживая поверхность. Деталь постепенно нагревают до тех пор, пока поверхность не достигнет температуры кипения растворителя, и постоянно покрывают растворителем, который конденсируется на ее поверхности, пока не будет достигнута указанная температура. Деталь остается под воздействием паров растворителя, конденсирующихся на ней, до тех пор, пока не будет получена желаемая степень ее отделки, и затем ее извлекают из паров для того, чтобы позволить ей высохнуть посредством повторного испарения растворителя.This method has also been extended to surface finishing of products made from plastic material and obtained using 3D printing. For information on this topic, see WO03/089218, WO2007/044007, WO2008/088761 and WO2010/002643. 3D parts after being manufactured in a 3D printer are exposed to the vapors of a suitable solvent that is compatible with the plastic material. Upon contact with the part, the vapors condense on it and soften the material in order to cause the material to flow on the surface, thus smoothing the surface. The part is gradually heated until the surface reaches the boiling point of the solvent and is continuously coated with the solvent, which condenses on its surface until the specified temperature is reached. The part remains exposed to the solvent vapors condensing on it until the desired degree of finish is obtained, and then it is removed from the vapors to allow it to dry by re-evaporating the solvent.

Время воздействия определяют путем наблюдения за конденсацией паров растворителя на детали, и деталь можно извлечь из испарительной камеры, когда конденсация заканчивается, что указывает на достижение поверхностью детали температуры кипения растворителя. Кроме этого, время воздействия учитывает тип растворителя и материала, характеристики формы детали и концентрацию паров растворителя.Exposure time is determined by observing the condensation of the solvent vapor on the part, and the part can be removed from the evaporation chamber when condensation ends, indicating that the surface of the part has reached the boiling point of the solvent. In addition, the exposure time takes into account the type of solvent and material, the shape characteristics of the part, and the concentration of solvent vapors.

Этот способ включает в себя конденсацию растворителя на поверхности детали в качестве ключевого условия. Тем не менее, длительное воздействие конденсированного растворителя, помимо замедления проникновению паров в поверхность, может приводить к эрозии и стеканию поверхности с потерей материала, и более того, поскольку капли конденсата могут иметь предпочтительные траектории потока из-за формы детали, стекание также может происходить неравномерным образом, приводя к локализованному накоплению конденсата. Кроме того, с помощью вышеописанного известного способа невозможно регулировать глубину проникновения растворителя в поверхность детали.This method includes the condensation of the solvent on the surface of the part as a key condition. However, prolonged exposure to condensed solvent, in addition to slowing the penetration of vapors into the surface, can lead to erosion and runoff of the surface with loss of material, and moreover, since the condensate droplets may have preferred flow paths due to the shape of the part, runoff can also occur unevenly. thus leading to localized accumulation of condensate. In addition, using the above-described known method, it is impossible to control the depth of penetration of the solvent into the surface of the part.

В качестве растворителя, подходящего для этого применения, были предложены галогенированные растворители, такие как трихлорэтилен, фторуглероды и их смеси, кетоны, такие как ацетон, метилэтилкетон и т.п., которые выбирают в соответствии с пластиковым материалом и рабочими условиями.As a suitable solvent for this application, halogenated solvents such as trichlorethylene, fluorocarbons and mixtures thereof, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and the like have been proposed, which are selected according to the plastic material and operating conditions.

Устройство для отделки поверхности деталей, полученных с помощью 3D печати, также раскрыто в WO2010002643. Устройство включает воздействие на изделие паров растворителя с целью устранения шероховатости и пористости поверхности и получения гладкой, блестящей поверхности. Устройство состоит из металлической конструкции в виде ящика с крышкой, проницаемой для воздуха, где находится нагревательная камера. В указанной камере сначала испаряется растворитель и затем размещается 3D деталь, которую необходимо обработать. Деталь является холодной или, возможно, предварительно охлажденной. Конструкция в виде ящика также вмещает сушильную камеру, отделенную от нагревательной камеры, в которую перемещают 3D деталь по завершении обработки растворителем для удаления с нее растворителя. Температуру в сушильной камере поддерживают ниже комнатной температуры для ускорения процесса удаления растворителя. Над нагревательной камерой расположен охлаждающий змеевик для конденсации паров растворителя, который пропускают через водяной сепаратор перед отправкой в резервуар для сбора растворителя с целью повторного использования.A device for surface finishing of 3D printed parts is also disclosed in WO2010002643. The device includes exposing the product to solvent vapors in order to eliminate surface roughness and porosity and obtain a smooth, shiny surface. The device consists of a metal structure in the form of a box with a lid that is permeable to air, where the heating chamber is located. In this chamber, the solvent is first evaporated and then the 3D part to be processed is placed. The part is cold or possibly pre-chilled. The box structure also accommodates a drying chamber, separate from the heating chamber, into which the 3D part is moved after the solvent treatment is completed to remove the solvent from it. The temperature in the drying chamber is kept below room temperature to speed up the solvent removal process. Above the heating chamber is a cooling coil for condensing the solvent vapors, which is passed through a water separator before being sent to the solvent collection tank for reuse.

Устройство согласно вышеописанной патентной заявке работает при атмосферном давлении и нагревательную камеру держат открытой во время обработки детали для того, чтобы позволить оператору поддерживать деталь погруженной в атмосферу паров растворителя на протяжении всей обработки и регулировать результат обработки. В качестве растворителя используют фторуглерод.The device according to the above patent application operates at atmospheric pressure and the heating chamber is kept open during the processing of the part in order to allow the operator to keep the part immersed in the solvent vapor atmosphere throughout the processing and adjust the processing result. Fluorocarbon is used as a solvent.

Последовательность рабочих этапов включает в себя первоначальное нагревание камеры, в которую уже запущен жидкий растворитель, для образования паров растворителя, и последующее погружение детали в атмосферу паров растворителя. Пары растворителя имеют рабочую температуру, в то время как деталь вначале имеет комнатную температуру, при этом пар обязательно конденсируется на ней и постепенно нагревает ее, пока не будет достигнуто состояние теплового равновесия между рабочей температурой и температурой поверхности детали. В этом состоянии прекращается конденсация пара на детали и обработка завершается. Обычно, длительность обработки (которую можно повторить, если результаты неудовлетворительные) составляет менее нескольких минут, в некоторых случаях – порядка 30 секунд.The sequence of work steps includes initially heating the chamber, which has already been filled with liquid solvent, to generate solvent vapor, and then immersing the part in an atmosphere of solvent vapor. The solvent vapor is at operating temperature while the part is initially at room temperature, the vapor necessarily condensing on it and gradually heating it until a state of thermal equilibrium is reached between the operating temperature and the surface temperature of the part. In this state, steam condensation on the part stops and processing ends. Typically, the duration of the treatment (which can be repeated if the results are unsatisfactory) is less than a few minutes, in some cases as long as 30 seconds.

Вышеописанное устройство является очень сложным и дорогостоящим и использует очень дорогой растворитель; следовательно, оно может представлять интерес только для специальных промышленных применений. Кроме того, поскольку на дне камеры, где испаряется растворитель, необходимо поддерживать минимальный уровень растворителя, равный 0,5 дюйма, прогнозируемое необходимое количество растворителя является довольно большим, порядка нескольких литров. Тем не менее, необходимость проведения обработки с помощью открытой испарительной камеры, приводит к риску загрязнения окружающей среды, а также к возможным рискам для здоровья оператора, держащего деталь, погруженную в испарительную камеру, из-за чего необходимо обеспечивать подходящие аспирационные системы. Наконец, перенос детали в сушильную камеру усложняет работу, даже учитывая частично текучее состояние поверхности детали в конце периода воздействия растворителем.The above device is very complex and expensive and uses a very expensive solvent; therefore, it may be of interest only for special industrial applications. In addition, since a minimum solvent level of 0.5 inch must be maintained at the bottom of the chamber where the solvent evaporates, the amount of solvent required is predicted to be quite large, on the order of several liters. However, the need to carry out processing with an open evaporation chamber leads to the risk of environmental pollution, as well as possible risks to the health of the operator holding the part immersed in the evaporation chamber, due to which it is necessary to provide suitable aspiration systems. Finally, transferring the part to the drying chamber complicates the work, even considering the partially flowable state of the surface of the part at the end of the solvent exposure period.

Следовательно, очень ощущается потребность в осуществлении отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала, полученных с помощью 3D печати, эффективным, быстрым и безопасным образом и достаточно дешевым даже для использования дома или в офисе.Therefore, there is a great need for surface finishing of parts made from 3D printed plastic material in an efficient, fast and safe manner and cheap enough even for home or office use.

Описание изобретенияDescription of the invention

Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в предоставлении способа для отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати, который позволяет достичь степени и качества отделки, по меньшей мере сравнимых с теми, которые получают с помощью известных способов и не сталкиваясь с неудобствами, связанными с образованием конденсата на поверхности детали.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a method for surface finishing of parts made from plastic material and obtained by 3D printing, which allows you to achieve a degree and quality of finish at least comparable to those obtained using known methods and without encountering the inconvenience associated with the formation of condensate on the surface of the part.

Одна конкретная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении способа, относящегося к вышеупомянутому типу, который позволяет изменять интенсивность обработки согласно потребностям, в частности, для регулировки глубины проникновения паров, воздействующих на деталь.One specific object of the present invention is to provide a method of the type mentioned above, which allows the treatment intensity to be varied according to needs, in particular to adjust the penetration depth of the vapors acting on the workpiece.

Другая важная цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства для отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати, способного работать в соответствии с вышеупомянутым способом и который обладал бы небольшим размером, в соответствии с рабочим пространством большинства 3D принтеров.Another important object of the present invention is to provide a device for surface finishing of parts made of plastic material and obtained by 3D printing, capable of working in accordance with the above method, and which would have a small size, consistent with the working space of most 3D printers.

Другая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства, относящегося к вышеупомянутому типу, которое легко использовать как профессионалу (архитектору, дизайнеру, дизайнерским компаниям и т.п.), так и частному лицу и энтузиасту 3D печати даже без достаточного технического навыка в технологиях отделки поверхностей.Another object of the present invention is to provide a device of the aforementioned type that is easy to use by both the professional (architect, designer, design companies, etc.) and the individual and 3D printing enthusiast even without sufficient technical skill in surface finishing technologies. .

Дальнейшая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства, относящегося к вышеупомянутому типу, которое не требует смещения детали на промежуточном этапе обработки.A further object of the present invention is to provide an apparatus of the above type which does not require the workpiece to be moved in an intermediate processing step.

Другая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства, относящегося к вышеупомянутому типу, которое можно использовать без потребности в дополнительном оборудовании для его использования (например, вытяжных устройств).Another object of the present invention is to provide a device of the aforementioned type, which can be used without the need for additional equipment for its use (eg exhaust devices).

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства, относящегося к вышеупомянутому типу, которое может безопасно использоваться оператором и которое не нужно размещать в непосредственном контакте с используемым в процессе материалом, который имеет форму жидкости или пара. Yet another object of the present invention is to provide a device of the above type, which can be safely used by an operator and which does not need to be placed in direct contact with the material used in the process, which is in the form of a liquid or vapor.

Дальнейшая цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства, относящегося к вышеупомянутому типу, которое может управляться и программироваться пользователем удаленно.A further object of the present invention is to provide a device of the above type, which can be remotely controlled and programmed by a user.

Этих целей достигают с помощью способа и устройства для отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати, согласно настоящему изобретению ключевые признаки которых изложены в пунктах 1 и 12 формулы изобретения. Другие важные признаки изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.These goals are achieved by a method and apparatus for surface finishing of parts made of plastic material and obtained by 3D printing, according to the present invention, the key features of which are set forth in paragraphs 1 and 12 of the claims. Other important features are set forth in the dependent claims.

Согласно важному признаку способа согласно настоящему изобретению деталь (или детали), полученную с помощью 3D печати, помещают в герметично закрываемую камеру, оснащенную нагревательными элементами. В указанную камеру подают регулируемое количество используемого в процессе жидкого пластификатора, который собирается в нижней области камеры. При активации нагревательных элементов, жидкий пластификатор нагревается и в указанной камере образуется смесь воздуха и паров указанного используемого в процессе пластификатора, причем обеспечивают циркуляцию указанной смеси для получения равномерного распределения по всей камере и равномерного контакта с поверхностью детали, которую постепенно нагревают до тех пор, пока не будет достигнута рабочая температура, которая ниже температуры кипения указанного используемого в процессе пластификатора. Деталь держат в контакте с парами используемого в процессе пластификатора в течение предопределенного времени для того, чтобы позволить парам впитаться в поверхность детали на желаемую глубину, связанную с временем контакта и получением соответствующего размягчения пластикового материала, при этом рабочая температура слегка выше температуры стеклования смеси между пластиковым материалом и парами используемого в процессе пластификатора, впитанными в него. По истечении предопределенного периода времени, смесь воздуха/паров отправляют в разделительный блок, расположенный снаружи указанной камеры, для отделения используемого в процессе пластификатора от смеси воздуха/пара путем конденсации. В конце этапа разделения обработанную деталь извлекают из камеры.According to an important feature of the method according to the present invention, the 3D printed part (or parts) is placed in a hermetically sealed chamber equipped with heating elements. Said chamber is fed with a controlled amount of liquid plasticizer used in the process, which is collected in the lower region of the chamber. When the heating elements are activated, the liquid plasticizer is heated and a mixture of air and vapors of the specified plasticizer used in the process is formed in the specified chamber, and the said mixture is circulated to obtain uniform distribution throughout the chamber and uniform contact with the surface of the part, which is gradually heated until an operating temperature that is below the boiling point of the specified plasticizer used in the process will not be reached. The part is kept in contact with the vapors of the plasticizer used in the process for a predetermined time in order to allow the vapors to soak into the surface of the part to the desired depth related to the contact time and obtain an appropriate softening of the plastic material, while the operating temperature is slightly above the glass transition temperature of the mixture between the plastic material and the vapors of the plasticizer used in the process absorbed into it. After a predetermined period of time, the air/vapor mixture is sent to a separating block located outside said chamber to separate the plasticizer used in the process from the air/vapor mixture by condensation. At the end of the separation step, the machined part is removed from the chamber.

Благодаря такому образу работы, а именно поддержанию состояния с по существу равными температурами поверхности детали и смеси воздуха/пара, контактирующей с ней, также называемого состоянием теплового равновесия, избегают конденсации пара и, следовательно, размягчения, вызванного растворимостью поверхностного слоя детали, и способствуют поглощению паров и, следовательно, размягчению, вызванному пластификацией поверхности.Through this mode of operation, namely maintaining a state with essentially equal temperatures of the surface of the part and the air/steam mixture in contact with it, also called the state of thermal equilibrium, the condensation of steam and hence the softening caused by the solubility of the surface layer of the part is avoided, and the absorption of vapors and, consequently, softening caused by plasticization of the surface.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления способа согласно настоящему изобретению рабочая температура не более чем на 10°C выше температуры стеклования указанной смеси, предпочтительно не более чем на 5°C выше, и время воздействия на деталь паров используемого в процессе пластификатора находится в диапазоне от 20 до 80 минут.According to one preferred embodiment of the method according to the present invention, the operating temperature is not more than 10°C above the glass transition temperature of said mixture, preferably not more than 5°C above, and the exposure time of the part to the vapors of the plasticizer used in the process is in the range from 20 to 80 minutes.

Согласно другому признаку способа согласно настоящему изобретению используемый в процессе пластификатор подают в предварительно упакованных дозах, объем которых соответствует объему камеры обработки. Согласно конкретным вариантам осуществления настоящего изобретения объем используемого в процессе пластификатора находится в диапазоне от 2 до 10 мл на один литр объема камеры, предпочтительно от 2 до 5 мл.According to another feature of the method according to the present invention, the plasticizer used in the process is supplied in pre-packaged doses, the volume of which corresponds to the volume of the processing chamber. According to specific embodiments of the present invention, the volume of plasticizer used in the process is in the range of 2 to 10 ml per liter of chamber volume, preferably 2 to 5 ml.

Согласно другому важному признаку настоящего изобретения устройство содержит:According to another important feature of the present invention, the device comprises:

a) герметично закрываемую камеру для размещения в ней по меньшей мере одной детали, нуждающейся в такой обработке;a) a hermetically sealed chamber to accommodate at least one part in need of such treatment;

b) средство подачи регулируемого количества используемого в процессе жидкого пластификатора в нижнюю часть указанной камеры;b) means for supplying a controlled amount of liquid plasticizer used in the process to the bottom of said chamber;

c) нагревательные элементы, расположенные по меньшей мере в указанной нижней части указанной камеры для нагревания указанного используемого в процессе жидкого пластификатора, тем самым образуя смесь воздуха и паров указанного используемого в процессе пластификатора, и для повышения температуры указанной смеси воздуха/паров до рабочей температуры, которая ниже температуры кипения указанного используемого в процессе пластификатора и чуть выше температуры стеклования указанного пластикового материала;c) heating elements located at least in said lower part of said chamber for heating said process liquid plasticizer, thereby forming a mixture of air and vapors of said process plasticizer, and for raising the temperature of said air/vapor mixture to operating temperature, which is below the boiling point of said plasticizer used in the process and just above the glass transition temperature of said plastic material;

d) средство поддержания равномерной циркуляции указанной смеси воздуха/паров в указанной камере, во время этапа нагревания и во время поддержания при указанной рабочей температуре в течение предопределенного времени, достаточного для обеспечения непосредственного контакта паров указанного пластификатора с поверхностью указанной детали и впитывания указанных паров на желаемую глубину ниже поверхности детали;d) means for maintaining uniform circulation of said air/vapor mixture in said chamber, during the heating step and while maintaining at said operating temperature for a predetermined time sufficient to ensure that the vapors of said plasticizer come into direct contact with the surface of said part and absorb said vapors to the desired depth below the surface of the part;

e) средство отделения указанных паров используемого в процессе пластификатора от указанной смеси воздуха/паров путем конденсации, при этом указанное разделительное средство находится снаружи указанной камеры и может сообщаться с указанной камерой по истечении предопределенного времени контакта.e) means for separating said vapors of the plasticizer used in the process from said air/vapor mixture by condensation, wherein said separating means is outside said chamber and can communicate with said chamber after a predetermined contact time.

В предпочтительном варианте осуществления устройства согласно настоящему изобретению предоставлено подающее приспособление для заранее упакованных доз используемого в процессе пластификатора, имеющих форму прокалываемых капсул, при этом приспособление содержит кожух с одной стороны камеры обработки, и средство для разрезания или прокалывания капсулы в нижней части кожуха и выпуска ее содержимого в камеру по каналу. Предпочтительно, предусмотрены средства обнаружения для того, чтобы позволить прорезать или прокалывать капсулу. Предпочтительно, средства обнаружения относятся к оптическому типу. Таким образом, операция подачи используемого в процессе пластификатора максимально упрощена, тем самым предотвращается контакт с пользователем и достигается очень компактная конструкция устройства.In a preferred embodiment of the apparatus of the present invention, a dispenser is provided for prepackaged doses of process plasticizer in the form of pierceable capsules, the apparatus comprising a casing on one side of the processing chamber, and means for cutting or piercing the capsule at the bottom of the casing and discharging it. content to the camera by channel. Preferably, detection means are provided to allow the capsule to be cut or pierced. Preferably, the detection means are of the optical type. Thus, the operation of supplying the plasticizer used in the process is simplified as much as possible, thereby preventing contact with the user and achieving a very compact design of the device.

Согласно предпочтительному варианту осуществления устройства настоящего изобретения конденсатор термоэлектрического типа, использующий элементы Пельтье, применяют для отделения используемого в процессе пластификатора от смеси воздуха/паров, поступающей из камеры обработки, в конце этапа нагревания. Охлаждение элементов Пельтье может быть осуществлено либо путем использования охлаждающей текучей среды в замкнутом контуре, либо с помощью воздуха. Структура конденсационной группы является чрезвычайно компактной и, кроме этого, предотвращается любой риск утечек в окружающую среду, поскольку корпус конденсатора можно сделать герметично закрытым.According to a preferred embodiment of the device of the present invention, a thermoelectric capacitor using Peltier elements is used to separate the plasticizer used in the process from the air/vapour mixture coming from the processing chamber at the end of the heating step. Cooling of the Peltier elements can be carried out either by using a cooling fluid in a closed circuit or by air. The structure of the condensation group is extremely compact and, in addition, any risk of leakage to the environment is prevented, since the condenser housing can be made hermetically sealed.

В другом конкретном варианте осуществления настоящего изобретения конденсатор на элементах Пельтье непосредственно сообщается с камерой обработки посредством по меньшей мере одного впускного отверстия для смеси, насыщенной парами используемого в процессе пластификатора, и по меньшей мере одного возвратного отверстия для смеси с низким содержанием паров используемого в процессе пластификатора, обращенного к камере изнутри, и предусмотрены средства обеспечения циркуляции смеси через конденсатор у по меньшей мере одного из отверстий. Преимущественным образом, такие же средства обеспечения циркуляции также предусмотрены для поддержания равномерной циркуляции смеси воздуха/паров в камере во время обработки детали, когда конденсатор не работает.In another particular embodiment of the present invention, the Peltier condenser communicates directly with the treatment chamber through at least one inlet for a mixture rich in process plasticizer vapor and at least one return port for a low vapor mixture of process plasticizer. facing the chamber from the inside, and means are provided for circulating the mixture through the condenser at at least one of the holes. Preferably, the same circulating means is also provided to keep the air/vapour mixture circulating uniformly in the chamber during part processing when the condenser is not in operation.

Согласно еще одному признаку устройства согласно настоящему изобретению все его компоненты (камера обработки, блок подачи используемого в процессе пластификатора, конденсаторная группа и контур охлаждающей текучей среды, а также блок отфильтровывания остаточной смеси) содержатся во внешнем кожухе сравнительно небольшого размера, сравнимого с размером обычного 3D принтера, и внутреннее пространство кожуха легкодоступно посредством верхнего отверстия, герметично закрываемого крышкой.According to another feature of the device according to the present invention, all of its components (processing chamber, supply unit of the plasticizer used in the process, condenser group and cooling fluid circuit, and filtering of the residual mixture) are contained in an external casing of a relatively small size, comparable to the size of a conventional 3D printer, and the interior of the casing is easily accessible through the top opening, which is hermetically sealed with a cover.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Дальнейшие характеристики и преимущества способа и устройства для отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати, станут очевидны из следующего иллюстративного и неограничивающего описания вариантов осуществления, приведенных со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:Further characteristics and advantages of the method and apparatus for surface finishing of parts made from plastic material and obtained by 3D printing will become apparent from the following illustrative and non-limiting description of the embodiments, given with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 показан перспективный вид устройства согласно настоящему изобретению;in fig. 1 is a perspective view of a device according to the present invention;

на фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе устройства, выполненном вдоль вертикальной плоскости по линии A на фиг. 1 и в направлении, указанном стрелкой II, причем этот разрез называют фронтальным разрезом;in fig. 2 is a cross-sectional view of the device taken along a vertical plane along line A in FIG. 1 and in the direction indicated by arrow II, this section being called the frontal section;

на фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе устройства, выполненном вдоль вертикальной плоскости по линии B на фиг. 1 и в направлении, указанном стрелкой III, причем этот разрез называют боковым разрезом;in fig. 3 is a cross-sectional view of the device taken along a vertical plane along line B in FIG. 1 and in the direction indicated by arrow III, this cut being called a side cut;

на фиг. 4 показан вид в поперечном разрезе устройства, выполненном вдоль вертикальной плоскости по линии C на фиг. 1 и в направлении, указанном стрелкой IV, причем этот разрез называют задним разрезом;in fig. 4 is a cross-sectional view of the device taken along a vertical plane along line C in FIG. 1 and in the direction indicated by arrow IV, this incision being called the posterior incision;

на фиг. 5 показан увеличенный перспективный вид в разобранном состоянии конденсаторного блока внутри устройства согласно настоящему изобретению;in fig. 5 is an enlarged exploded perspective view of the capacitor unit within the device according to the present invention;

на фиг. 6 показан перспективный вид в сборе конденсаторного блока по фиг. 5;in fig. 6 is an assembled perspective view of the capacitor unit of FIG. 5;

на фиг. 7 показан увеличенный вид устройства для подачи капсул используемого в процессе пластификатора согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 7 is an enlarged view of a process plasticizer capsule dispenser according to an exemplary embodiment of the present invention;

на фиг. 8 схематически показан цикл используемого в процессе пластификатора в устройстве согласно настоящему изобретению;in fig. 8 schematically shows the cycle of the plasticizer used in the process in the device according to the present invention;

на фиг. 9 показан перспективный вид другого варианта осуществления устройства согласно настоящему изобретению, причем внешний кожух частично удален для демонстрации внутренних компонентов;in fig. 9 is a perspective view of another embodiment of the apparatus of the present invention with the outer casing partially removed to show the internal components;

на фиг. 10 показан вид в поперечном разрезе устройства по фиг. 9, выполненном в вертикальной плоскости по линии D на фиг. 9 и в направлении, указанном стрелкой X;in fig. 10 is a cross-sectional view of the device of FIG. 9 taken in a vertical plane along line D in FIG. 9 and in the direction indicated by the arrow X;

на фиг. 11 показан перспективный вид конденсаторного блока при рассмотрении с внутренней стороны камеры;in fig. 11 is a perspective view of the condenser unit as viewed from the inside of the chamber;

на фиг. 12 показан перспективный вид конденсаторного блока при рассмотрении с внешней стороны, а именно, со стороны, противоположной стороне по фиг. 11;in fig. 12 is a perspective view of the capacitor unit when viewed from the outside, namely the side opposite the side of FIG. eleven;

на фиг. 13 показан перспективный вид в разобранном состоянии конденсаторного блока по фиг. 11 и 12;in fig. 13 is an exploded perspective view of the capacitor unit of FIG. 11 and 12;

на фиг. 14 показана блок-схема, изображающая способ согласно настоящему изобретению;in fig. 14 is a flow chart showing the method according to the present invention;

на фиг. 15 показаны два изображения, полученные растровым электронным микроскопом, секции образца, изготовленной из ABS пластика посредством 3D печати, с трещинами, образованными с помощью жидкого азота, до и после обработки в соответствии со способом согласно настоящему изобретению;in fig. 15 shows two scanning electron microscope images of a 3D printed ABS sample section with liquid nitrogen cracks before and after processing according to the method of the present invention;

на фиг. 16 показаны два изображения, полученные растровым электронным микроскопом, демонстрирующие вид спереди поверхности того же образца, до и после обработки в соответствии со способом согласно настоящему изобретению.in fig. 16 shows two scanning electron microscope images showing a frontal view of the surface of the same sample, before and after processing according to the method of the present invention.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Способ согласно настоящему изобретению может использоваться для обработки объектов или деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати (далее обозначенных терминами «3D детали» или «детали»), в частности путем использования вышеупомянутого процесса печати, известного как FFF/FDM, где полимерную нить нагревают до температуры плавления и пропускают через сопло, управляемое программным обеспечением, которое, при перемещении, наносит материал, формируя последовательные перекрывающие друг друга слои, для формирования желаемого объекта. Объект, изготовленный таким образом, характеризуется по существу ступенчатым, складчатым и полосатым внешним видом своей поверхности и это в общем является дефектом с эстетической и/или функциональной точки зрения, который необходимо устранить.The method according to the present invention can be used to process objects or parts made of plastic material and obtained by 3D printing (hereinafter referred to as "3D parts" or "parts"), in particular by using the above mentioned printing process known as FFF/FDM, where the polymer filament is heated to a melting point and passed through a software controlled nozzle which, as it moves, applies the material in successive overlapping layers to form the desired object. An object thus produced has a substantially stepped, wrinkled and striated appearance on its surface and is generally an aesthetic and/or functional defect that must be corrected.

С этой целью, согласно настоящему изобретению, 3D деталь подвешивают или размещают любым другим образом в герметично закрываемой камере, в которую также подают используемый в процессе пластификатор, совместимый с пластиковым материалом, из которого состоит 3D деталь.To this end, according to the present invention, the 3D part is suspended or placed in any other way in a sealed chamber, which is also supplied with a plasticizer used in the process, compatible with the plastic material of which the 3D part is composed.

Термин «используемый в процессе пластификатор», в контексте настоящего изобретения и прилагаемой формулы изобретения, обозначает испаряемое вещество, которое может впитываться в виде пара в пластиковый материал и образовывать с ним однородную смесь для снижения его температуры стеклования (T_G) до такой степени, чтобы вызвать размягчение поверхностных слоев 3D детали, и чтобы высвобождаться при охлаждении 3D детали после испарения с ее поверхности. Чтобы не ограничиваться любым конкретным механизмом действий, считается, что используемый в процессе пластификатор не имеет химической связи с полимерным материалом, но он образует однородную смесь с указанным материалом или одним из его компонентов для снижения T_G. Размягчение поверхностных слоев 3D детали приводит к изменению структуры, что, в зависимости от глубины проникновения, может привести к желаемому сглаживанию поверхности, а также к изменению структуры внутренних слоев, способствуя их взаимному проникновению и обеспечению однородной структуры 3D детали.The term "process-usable plasticizer", in the context of the present invention and the appended claims, means a volatile substance that can be absorbed as a vapor into a plastic material and form a homogeneous mixture with it to reduce its glass transition temperature (T _G ) to such an extent that cause softening of the surface layers of the 3D part, and to be released when the 3D part cools after evaporation from its surface. Not to be limited by any particular mechanism of action, it is believed that the plasticizer used in the process does not chemically bond with the polymeric material, but it forms a homogeneous mixture with the specified material or one of its components to reduce T _G . The softening of the surface layers of a 3D part leads to a change in the structure, which, depending on the depth of penetration, can lead to the desired smoothing of the surface, as well as to a change in the structure of the inner layers, facilitating their mutual penetration and ensuring a homogeneous structure of the 3D part.

Очевидно, что для каждого типа полимерного материала, аморфного или полукристаллического, из которого состоит 3D деталь, может существовать несколько веществ, которые можно применять в качестве используемого в процессе пластификатора, и среди них некоторые будут предпочтительными. Например, в случае 3D детали, изготовленной из ABS, вещества, относящиеся к вышеупомянутому типу, могут представлять собой кетоны с низкой температурой кипения, такие как ацетон и метилэтилкетон, или даже галогенированные соединения, такие как дихлорметан и фторуглероды, даже если кетоны являются предпочтительными в способе согласно настоящему изобретению по меньшей мере благодаря своей способности растворяться в воде.Obviously, for each type of polymeric material, amorphous or semi-crystalline, that makes up a 3D part, there may be several substances that can be used as a plasticizer used in the process, and among them, some will be preferred. For example, in the case of a 3D part made of ABS, substances of the above type may be low boiling point ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, or even halogenated compounds such as dichloromethane and fluorocarbons, even though ketones are preferred in method according to the present invention, at least due to its ability to dissolve in water.

Термин «отделка поверхности», в контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения, обозначает обработку, осуществляемую парами используемого в процессе пластификатора, совместимого с материалом, из которого состоит 3D деталь, которую можно расширить на слои материала, лежащие под поверхностным слоем, на глубину обычно до 3 мм или даже больше, если это будет необходимо, таким образом получая, помимо требуемой гладкой поверхности, улучшение механического сопротивления поверхности.The term "surface finishing", in the context of the present description and the appended claims, means the treatment carried out by the vapors of the plasticizer used in the process, which is compatible with the material of which the 3D part is composed, which can be expanded into layers of material underlying the surface layer, to a depth usually up to 3 mm or even more if necessary, thus obtaining, in addition to the desired smooth surface, an improvement in the mechanical resistance of the surface.

После того как обрабатываемую деталь разместят в камере и используемый в процессе пластификатор подадут внутрь в жидком состоянии, камеру герметично закрывают и внутрь камеры подают тепло для нагревания 3D детали и используемого в процессе пластификатора до достижения рабочей температуры, которая целесообразно ниже температуры кипения используемого в процессе пластификатора при рабочем давлении. Рабочее давление по существу равно сумме атмосферного давления и давления пара используемого в процессе пластификатора при рабочей температуре. Важное условие, которое необходимо обеспечить, заключается в том, чтобы нагрев 3D детали и повышение температуры используемого в процессе пластификатора происходили с одинаковой скоростью, и чтобы температура внутри камеры была максимально однородной как на этапе нагревания, так и по достижении рабочей температуры для обеспечения по существу теплового равновесия между поверхностью обрабатываемой детали и смесью воздуха/пара.After the workpiece is placed in the chamber and the plasticizer used in the process is fed inside in a liquid state, the chamber is hermetically sealed and heat is supplied inside the chamber to heat the 3D part and the plasticizer used in the process until an operating temperature is reached, which is expediently lower than the boiling point of the plasticizer used in the process. at working pressure. The operating pressure is essentially equal to the sum of atmospheric pressure and the vapor pressure of the plasticizer used in the process at operating temperature. An important condition that must be ensured is that the heating of the 3D part and the temperature increase of the plasticizer used in the process occur at the same rate, and that the temperature inside the chamber is as uniform as possible both during the heating stage and upon reaching the operating temperature to ensure essentially thermal equilibrium between the surface of the workpiece and the air/steam mixture.

Рабочими параметрами являются рабочая температура и длительность обработки, а именно, время воздействия на 3D деталь паров используемого в процессе пластификатора. На протяжении всего времени воздействия на 3D деталь паров используемого в процессе пластификатора, 3D деталь должна оставаться в тепловом равновесии с этими парами и ее необходимо поддерживать при такой температуре для предотвращения конденсации используемого в процессе пластификатора на ее поверхности.The operating parameters are the operating temperature and the duration of processing, namely, the time of exposure of the 3D part to the vapors of the plasticizer used in the process. During the entire time that the 3D part is exposed to the vapors of the plasticizer used in the process, the 3D part must remain in thermal equilibrium with these vapors and it must be maintained at this temperature to prevent condensation of the plasticizer used in the process on its surface.

Рабочая температура зависит от материала, из которого состоит 3D деталь, в частности от его температуры стеклования и от температуры стеклования жидкости, применяемой в качестве используемого в процессе пластификатора, а также весового соотношения полимера и впитанного используемого в процессе пластификатора.The operating temperature depends on the material of which the 3D part is composed, in particular on its glass transition temperature and on the glass transition temperature of the liquid used as the plasticizer used in the process, as well as the weight ratio of the polymer and the absorbed plasticizer used in the process.

В частности, рабочая температура (T_es) должна быть больше температуры стеклования пластифицированного полимера, а именно смеси, состоящей из полимера и используемого в процессе пластификатора, впитанного в него, и следовательно, также зависит от весовой концентрации используемого в процессе пластификатора в указанной смеси. Существуют эмпирические формулы, хорошо известные специалистам в данной области, например уравнение Фокса (1/T_mis = w_p/T_p + w_pl/T_pl, где T_mis, T_p и T_pl являются температурами стеклования пластифицированного полимера, чистого полимера и, соответственно, используемого в процессе пластификатора; w_p и w_pi являются весовыми долями чистого полимера и впитанного используемого в процессе пластификатора; и, w_p + w_pi = 1), для получения приблизительной оценки температуры стеклования полимерной смеси.In particular, the operating temperature (T _es ) must be greater than the glass transition temperature of the plasticized polymer, namely the mixture consisting of the polymer and the plasticizer used in the process absorbed into it, and therefore also depends on the weight concentration of the plasticizer used in the process in said mixture. There are empirical formulas well known to those skilled in the art, such as the Fox equation (1/T _mis = w _p /T _p + w _pl /T _pl , where T _mis , T _p and T _pl are the glass transition temperatures of the plasticized polymer, pure polymer and , respectively, of the plasticizer used in the process; w _p and w _pi are the weight fractions of the pure polymer and the absorbed plasticizer used in the process; and, w _p + w _pi = 1), to obtain a rough estimate of the glass transition temperature of the polymer mixture.

В целях настоящего изобретения, а именно для поддержания такого размягчения поверхности детали во время обработки с целью обеспечения структурного изменения поверхностных слоев детали достаточно, чтобы рабочая температура T_es была чуть выше, т.е. на несколько градусов °C выше температуры стеклования T_mis смеси полимера и используемого в процессе пластификатора, но в целом не более чем на 10°C, и на практике предпочтительно не более чем на 5°C.For the purposes of the present invention, namely to maintain such a softening of the surface of the part during processing in order to provide a structural change in the surface layers of the part, it is sufficient that the operating temperature T _es be slightly higher, i.e. several degrees °C above the glass transition temperature T _mis of the mixture of polymer and plasticizer used in the process, but in general not more than 10 °C, and in practice preferably not more than 5 °C.

В отличие от процесса растворения поверхностного слоя 3D детали, происходящего согласно известным способам под действием растворителя, сконденсированного на ее поверхности, впитывание паров используемого в процессе пластификатора согласно настоящему изобретению является относительно медленным процессом, и глубина проникновения используемого в процессе пластификатора в полимер и, таким образом, глубина эффекта размягчения, определяется длительностью воздействия паров при рабочей температуре, которая находится в диапазоне от 20 до 80 минут.In contrast to the process of dissolving the surface layer of a 3D part, which occurs according to known methods under the action of a solvent condensed on its surface, the absorption of vapors of the plasticizer used in the process according to the present invention is a relatively slow process, and the depth of penetration of the plasticizer used in the process into the polymer and thus , the depth of the softening effect, is determined by the duration of exposure to vapors at operating temperature, which is in the range from 20 to 80 minutes.

В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором материалом, из которого состоит 3D деталь, является ABS и используемым в процессе пластификатором является ацетон, рабочая температура составляет от 30 до 40°C и длительность воздействия на 3D деталь паров ацетона находится в диапазоне от 20 до 60 минут, предпочтительно от 30 до 50 минут, в то время как рабочее давление находится в диапазоне от 125 до 150 кПа.In an illustrative embodiment of the present invention, in which the material of which the 3D part is composed is ABS and the plasticizer used in the process is acetone, the operating temperature is from 30 to 40°C and the duration of exposure of the 3D part to acetone vapor is in the range of 20 to 60 minutes, preferably 30 to 50 minutes, while the operating pressure is in the range of 125 to 150 kPa.

Длительность воздействия на 3D деталь паров используемого в процессе пластификатора определяет, как уже было указано, глубину проникновения паров и, следовательно, эффекты, полученные от обработки. В качестве указания в вышеупомянутом варианте осуществления результатом относительно небольшого времени воздействия, порядка 20-30 минут, является глубина
100-200 мкм, в то время как при относительно длительном времени воздействия, порядка 50-60 минут, глубина проникновения может достигать 2-3 мм. В обоих случаях эффекты отличаются. В первом случае поверхностный слой 3D детали вынужденно размягчается и в результате материал на поверхности начинает течь, таким образом получая желаемый эффект сглаживания неровности поверхности (ступенчатости, пористости, полос и т.п.). Во втором случае в дополнение к эффекту сглаживания поверхности происходит относительно глубокое размягчение и течение материала, затрагивающее слои под поверхностью, на глубине, связанной с временем воздействия паров. В этом случае затронутые слои становятся мягче и взаимно проникают друг в друга, образуя один слой, таким образом повышая механическое сопротивление поверхности 3D детали.The duration of exposure of the 3D part to the vapors of the plasticizer used in the process determines, as already mentioned, the depth of penetration of the vapors and, consequently, the effects obtained from processing. As an indication, in the above embodiment, the result of a relatively short exposure time, on the order of 20-30 minutes, is the depth
100-200 microns, while with a relatively long exposure time, about 50-60 minutes, the penetration depth can reach 2-3 mm. In both cases, the effects are different. In the first case, the surface layer of the 3D part is forced to soften and, as a result, the material on the surface begins to flow, thus obtaining the desired effect of smoothing out surface irregularities (stepping, porosity, stripes, etc.). In the second case, in addition to the effect of smoothing the surface, there is a relatively deep softening and flow of the material, affecting the layers below the surface, at a depth associated with the time of exposure to vapors. In this case, the affected layers become softer and mutually penetrate each other, forming one layer, thus increasing the mechanical resistance of the surface of the 3D part.

Благодаря этому признаку способа согласно настоящему изобретению можно изменять длительность воздействия на 3D деталь паров используемого в процессе пластификатора и, в результате, можно выбирать желаемый тип отделки поверхности – от простого сглаживания и полировки поверхности при относительно небольшом времени воздействия до дополнительного увеличения механического сопротивления 3D детали при относительно более длительном времени обработки. В этой связи стоит отметить, что с помощью известных способов было бы невозможно работать с такой длительностью воздействия, поскольку длительное воздействие конденсированного растворителя на поверхность 3D детали привело бы к недопустимому стеканию материала.Thanks to this feature of the method according to the present invention, it is possible to change the duration of exposure of the 3D part to the vapors of the plasticizer used in the process and, as a result, it is possible to select the desired type of surface finish - from simply smoothing and polishing the surface with a relatively short exposure time to further increasing the mechanical resistance of the 3D part with relatively longer processing time. In this regard, it is worth noting that it would be impossible to work with such a duration of exposure using known methods, since prolonged exposure of the condensed solvent to the surface of the 3D part would lead to unacceptable flow of material.

Необходимое количество используемого в процессе пластификатора предпочтительно предоставляют в виде заранее упакованных доз. Объем таких доз используемого в процессе пластификатора, необходимого в способе согласно настоящему изобретению, соответствует объему камеры, где осуществляется рабочий цикл. В качестве примера, доза ацетона, составляющая 60-80 мл, является достаточной для камеры обработки объемом 27 литров, содержащей обрабатываемую 3D деталь, изготовленную из ABS. В общем, от 2 до 10 мл, предпочтительно от 2 до 5 мл используемого в процессе пластификатора на один литр объема камеры будет необходимо для получения желаемой отделки поверхности детали.The required amount of plasticizer used in the process is preferably provided in the form of prepackaged doses. The volume of such doses of the plasticizer used in the process, necessary in the method according to the present invention, corresponds to the volume of the chamber where the operating cycle is carried out. As an example, a dose of 60-80 ml of acetone is sufficient for a 27 liter processing chamber containing a 3D workpiece made of ABS. In general, 2 to 10 ml, preferably 2 to 5 ml of plasticizer used in the process per liter of chamber volume will be needed to obtain the desired surface finish of the part.

По истечении заданного времени воздействия паров используемого в процессе пластификатора нагревание прекращают и, не извлекая обработанную деталь из камеры, начинают этап циркуляции смеси воздуха/пара между камерой обработки и блоком отделения воздуха от паров. В блоке отделения большая часть паров используемого в процессе пластификатора, присутствующих в смеси воздуха/пара, отделяют путем конденсации, в то время как деталь в камере обработки охлаждается, высвобождая впитанные пары используемого в процессе пластификатора. Остаточную часть используемого в процессе пластификатора, которая не может конденсироваться, удаляют путем фильтрации или барботированием обедненной смеси воздуха/пара в жидком средстве, обеспечивающем ее впитывание или нейтрализацию, в зависимости от химических свойств используемого в процессе пластификатора.After a predetermined time of exposure to the vapors of the plasticizer used in the process, the heating is stopped and, without removing the processed part from the chamber, the stage of circulation of the air/steam mixture between the processing chamber and the air-vapor separation unit is started. In the separation unit, most of the process plasticizer vapor present in the air/steam mixture is separated by condensation, while the part in the processing chamber is cooled, releasing the absorbed process plasticizer vapor. The residual portion of the plasticizer used in the process that cannot condense is removed by filtration or by bubbling a lean air/steam mixture into a liquid absorbent or neutralizer, depending on the chemical properties of the plasticizer used in the process.

В равноценном альтернативном варианте осуществления способа согласно настоящему изобретению 3D деталь и используемый в процессе пластификатор в жидкой форме, присутствующий в камере обработки, быстро нагревают до температуры, которая выше рабочей температуры (в случае ABS/ацетона, до температуры выше 50°C, предпочтительно не выше 70-80°C, для предотвращения любого риска повреждения обрабатываемой 3D детали) и затем позволяют ей остыть естественным путем до рабочей температуры или удаляют тепло средством охлаждения для ускорения процесса. Также в этом случае важно поддерживать максимально равномерную температуру внутри камеры путем непрерывной циркуляции смеси, образованной воздухом и парами используемого в процессе пластификатора.In an equivalent alternative embodiment of the method according to the present invention, the 3D part and the plasticizer used in the process in liquid form, present in the processing chamber, are rapidly heated to a temperature that is higher than the operating temperature (in the case of ABS/acetone, to a temperature above 50°C, preferably not above 70-80°C to prevent any risk of damage to the 3D workpiece) and then allow it to cool naturally to operating temperature or remove heat with a cooling agent to speed up the process. Also in this case, it is important to maintain the most uniform temperature inside the chamber by continuously circulating the mixture formed by air and the vapors of the plasticizer used in the process.

В дальнейшем варианте осуществления настоящего изобретения отделка поверхности 3D детали может осуществляться в инертной атмосфере, такой как атмосфера CO₂ или N₂. Это решение может быть преимущественным, когда необходимо полностью убедиться в том, что реакция горения физически не может произойти.In a further embodiment of the present invention, the surface finishing of the 3D part may be carried out in an inert atmosphere such as a CO ₂ or N ₂ atmosphere. This solution can be advantageous when it is necessary to make sure that the combustion reaction cannot physically occur.

Также согласно другому варианту осуществления способа по настоящему изобретению отделку поверхности 3D детали можно проводить при рабочем давлении, которое меньше атмосферного давления. Это может быть необходимо, когда пластиковый материал, из которого состоит 3D деталь, требует наличия или совместим с используемым в процессе пластификатором, имеющим низкое давление пара и/или относительно высокую температуру кипения при атмосферном давлении, при этом будут необходимы соответственно высокие рабочие температуры. Например, в случае 3D детали, изготовленной из полимолочной кислоты, может быть преимущественным применение 1,2-дихлорэтана в качестве используемого в процессе пластификатора, который при атмосферном давлении кипит при 84°C и при рабочей температуре 30-40°C имеет слишком низкое давление пара для создания смеси воздуха и паров
2,2-дихлорэтана, подходящей для достижения размягчения поверхности детали. Напротив, такую рабочую температуру можно применять во время работы при пониженном давлении около 270 мм рт.ст.Also, according to another embodiment of the method of the present invention, the surface finishing of the 3D part can be carried out at an operating pressure that is less than atmospheric pressure. This may be necessary when the plastic material composing the 3D part requires or is compatible with a plasticizer used in the process having a low vapor pressure and/or a relatively high atmospheric boiling point, correspondingly high operating temperatures will be required. For example, in the case of a 3D part made from PLA, it may be advantageous to use 1,2-dichloroethane as the plasticizer used in the process, which boils at 84°C at atmospheric pressure and has a too low pressure at an operating temperature of 30-40°C. steam to create a mixture of air and vapor
2,2-dichloroethane, suitable for achieving softening of the surface of the part. On the contrary, such an operating temperature can be applied during operation at a reduced pressure of about 270 mmHg.

Согласно настоящему изобретению также предоставлено устройство для отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати [«3D деталь (детали)»]. Как изображено на фиг. 1 и 2, устройство согласно настоящему изобретению, в общем обозначенное номером 1, содержит внешний кожух 10, в общем имеющий форму параллелепипеда и изготовленный из металла или любого другого подходящего жесткого материала, в котором расположена камера 11 в форме резервуара, герметично закрываемая крышкой 12, шарнирно прикрепленной к краю кожуха 10. В частности, кожух 10 имеет верхнюю поверхность 10a, обеспечивающую доступ к резервуару 1, и крышка 12 шарнирно прикреплена к одной стороне поверхности 10a. Воздухонепроницаемое уплотнение между крышкой 12 и резервуаром 11 обеспечивают уплотнения 13, например в виде кольцевых прокладок, расположенных по краю резервуара 11.According to the present invention, there is also provided a device for surface finishing of parts made of plastic material and obtained by 3D printing ["3D part(s)"]. As shown in FIG. 1 and 2, the apparatus of the present invention, generally designated 1, comprises an outer casing 10, generally parallelepiped-shaped and made of metal or any other suitable rigid material, in which is located a reservoir-shaped chamber 11 sealed by a lid 12, hinged to the edge of the casing 10. In particular, the casing 10 has a top surface 10a providing access to the reservoir 1, and the cover 12 is hinged to one side of the surface 10a. An airtight seal between the lid 12 and the tank 11 is provided by seals 13, for example in the form of O-rings located along the edge of the tank 11.

Резервуар 11 спроектирован таким образом, чтобы вмещать одну деталь или больше деталей, полученных в результате процесса 3D печати и требующих отделки поверхности посредством воздействия паров подходящего используемого в процессе пластификатора, как описано выше. Резервуар 11 изготовлен из материала, способного выдерживать контакт с парами указанного используемого в процессе пластификатора в условиях температуры и давления обработки, и предпочтительно изготовлен из стали.The reservoir 11 is designed to contain one or more parts resulting from the 3D printing process and requiring surface finishing by exposure to the vapors of a suitable plasticizer used in the process, as described above. The reservoir 11 is made of a material capable of withstanding contact with the vapors of said process plasticizer under processing temperature and pressure conditions, and is preferably made of steel.

Внешний кожух 10 служит защитным контейнером для резервуара 11 и других компонентов устройства, расположенных в зазоре между кожухом 10 и резервуаром 11, и содержит внутреннюю структуру, удерживающую резервуар 11 и эти компоненты. В частности, структура, обозначенная номером 14 на фиг. 2, 3 и 4, образована металлическим каркасом, определяющим внутренние края кожуха 10, при этом резервуар 11 и другие компоненты опираются на его поперечины и консоли, которые не показаны.The outer casing 10 serves as a protective container for the reservoir 11 and other components of the device located in the gap between the casing 10 and the reservoir 11, and contains an internal structure that holds the reservoir 11 and these components. In particular, the structure indicated by the number 14 in FIG. 2, 3 and 4 is formed by a metal frame defining the inner edges of the casing 10, with the tank 11 and other components supported by its crossbars and cantilevers, which are not shown.

Как показано на фиг. 2, нагревательный элемент 15 прикреплен к внешней стороне дна резервуара 11, а охлаждающие вентиляторы 16 расположены на каждой из боковых стенок и на дне внутреннего кожуха 54 резервуара 11, ограничивающего изолирующее пространство 55 вокруг резервуара 11. Необязательно дополнительные нагревательные элементы 17 могут быть расположены даже на боковых стенках резервуара 11.As shown in FIG. 2, a heating element 15 is attached to the outer side of the bottom of the tank 11, and cooling fans 16 are located on each of the side walls and on the bottom of the inner casing 54 of the tank 11 defining an insulating space 55 around the tank 11. Optionally, additional heating elements 17 can even be located on side walls of the tank 11.

На дне резервуара 11 расположен внутренний вентилятор 18, приводимый в действие двигателем 19, который служит для обеспечения однородного рассеивания смеси, образованной воздухом и парами используемого в процессе пластификатора (в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения также называемой термином «смесь воздуха/пара») внутри резервуара 11, в частности для того, чтобы избежать наслаивания паров в его нижней части и способствовать равномерной температуре смеси внутри резервуара. At the bottom of the tank 11 is an internal fan 18, driven by a motor 19, which serves to uniformly disperse the mixture formed by air and the vapor of the plasticizer used in the process (in the present description and the attached claims, also referred to as the term "air/steam mixture") inside tank 11, in particular in order to avoid the accumulation of vapors in its lower part and to promote a uniform temperature of the mixture inside the tank.

В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предоставлена система подачи используемого в процессе пластификатора, использующая небольшие дозированные количества пластификатора в форме заранее упакованных доз. Система подачи пластификатора, схематически изображенная на фиг. 3, расположена рядом с резервуаром 11 снаружи внутреннего кожуха 54. Система подачи используемого в процессе пластификатора содержит кожух 20 для капсулы C, содержащей пластификатор, доступный путем поднятия крышки 12. После размещения капсулы C в кожухе 20, при закрытии крышки 12 подходящий прокалывающий механизм прокалывает капсулу, посредством чего пластификатор, содержащийся в ней, выходит наружу и течет по каналу 21 из нижней части кожуха 20 внутрь резервуара 11 возле его дна.In a particularly preferred embodiment of the present invention, a process plasticizer supply system is provided using small metered amounts of the plasticizer in the form of prepackaged doses. The plasticizer supply system, shown schematically in FIG. 3 is located adjacent to the reservoir 11 outside the inner casing 54. The plasticizer supply system used in the process includes a casing 20 for a capsule C containing the plasticizer, accessible by lifting the lid 12. After the capsule C is placed in the casing 20, when the lid 12 is closed, a suitable piercing mechanism pierces the capsule, whereby the plasticizer contained therein comes out and flows through the channel 21 from the bottom of the casing 20 into the reservoir 11 near its bottom.

На фиг. 7 показан увеличенный осевой вид в сечении системы подачи используемого в процессе пластификатора. На дне кожуха 20 находится уплотнение 56, расположенное между капсулой C и нижней стенкой кожуха 20 вокруг впускного отверстия канала 21 для предотвращения утечки паров используемого в процессе пластификатора во время обработки. На фиг. 7 также изображен вариант осуществления механизма для прокалывания капсулы C, содержащей дозу используемого в процессе пластификатора, которым оснащено устройство согласно настоящему изобретению. Прокалывающий механизм содержит лезвие 48 круглой или полукруглой формы, расположенное на одной оси с каналом 21, проходя в нижней части кожуха 20 для капсулы от перфорированной пластины 49, расположенной поперек у впускного отверстия канала 21. Поверхность лезвия содержит упоры или утолщения 50, расположенные параллельно оси канала 21, для того, чтобы толкать вверх покровную фольгу капсулы C после того, как ее разрезали, таким образом помогая используемому в процессе пластификатору быстро вытекать из капсулы C. Очевидно, что в качестве альтернативы могут использоваться другие эквивалентные прокалывающие системы, известные в данной области.In FIG. 7 is an enlarged axial sectional view of the plasticizer supply system used in the process. At the bottom of casing 20 is a seal 56 located between capsule C and the bottom wall of casing 20 around the inlet port 21 to prevent leakage of process plasticizer vapors during processing. In FIG. 7 also shows an embodiment of the mechanism for piercing capsule C containing a dose of plasticizer used in the process, which is equipped with a device according to the present invention. The piercing mechanism includes a blade 48 of a round or semicircular shape, located on the same axis as the channel 21, passing in the lower part of the casing 20 for the capsule from the perforated plate 49, located transversely at the inlet of the channel 21. The surface of the blade contains stops or thickenings 50, located parallel to the axis channel 21, in order to push up the cover foil of capsule C after it has been cut, thus helping the plasticizer used in the process to quickly flow out of capsule C. Obviously, other equivalent piercing systems known in the art can be used as an alternative. .

Система подачи дополнительно содержит систему распознавания капсул, спроектированную с возможностью идентификации капсулы как новой и имеющей сертифицированное происхождение, и содержащую оптическое считывающее устройство 22 для считывания штрих-кода или метки RFID, напечатанных, нанесенных или иным способом расположенных на капсуле. Оптическое считывающее устройство 22 расположено рядом с кожухом 20 и может считывать код или метку на капсуле, когда капсулу размещают в кожухе 20, через окна 20a, выполненные в стенке кожуха 20. Положительный результат считывания позволяет закрытие крышки 12.The delivery system further comprises a capsule recognition system designed to identify the capsule as new and of certified origin, and comprising an optical reader 22 for reading a bar code or RFID tag printed, applied or otherwise located on the capsule. An optical reader 22 is located adjacent to the case 20 and can read the code or mark on the capsule when the capsule is placed in the case 20 through windows 20a provided in the wall of the case 20. A positive reading result allows the cover 12 to close.

Устройство дополнительно содержит систему улавливания испаренного используемого в процессе пластификатора путем конденсации, которую применяют в конце цикла обработки. В частности, система улавливания используемого в процессе пластификатора содержит конденсатор 24 пластификатора, в который подают смесь воздуха/пара, поступающую из резервуара 11 по взрывобезопасному насосу 25 для подачи смеси воздуха/пара, и резервуар 26 для сбора использованного пластификатора, принимающий конденсированный используемый в процессе пластификатор по каналу 23, в то время как тот же насос 25 втягивает воздух и возвращает его в резервуар 11.The device further comprises a system for capturing the evaporated plasticizer used in the process by condensation, which is used at the end of the processing cycle. Specifically, the process plasticizer recovery system comprises a plasticizer condenser 24, which is supplied with an air/steam mixture coming from the tank 11 through an explosion-proof pump 25 for supplying the air/steam mixture, and a used plasticizer collection tank 26 receiving the condensed used in the process. plasticizer through channel 23, while the same pump 25 draws in air and returns it to tank 11.

Как показано на фиг. 5, в настоящем варианте осуществления настоящего изобретения конденсатор 24 представляет собой конденсатор термоэлектрического типа, содержащий полый корпус 27 в форме прямоугольной призмы, в частности с квадратным основанием, изготовленный из металла, с расположенными внутри ребрами 28, выполненными из того же металлического материала, что и корпус 27. Смесь воздуха/пара циркулирует в корпусе 27 и используемый в процессе пластификатор конденсируется в нем. Корпус 27 герметично изолирован от внешней среды во избежание любого риска утечки паров используемого в процессе пластификатора. Ребра 28 находятся в контакте с внутренней поверхностью корпуса 27 для того, чтобы обеспечить теплопроводность, и равномерно занимают объем корпуса 27. Два элемента 29 Пельтье, чья холодная сторона обращена к корпусу 27, расположены на двух соответственно противоположных сторонах корпуса 27. Контакт между холодной стороной элементов 29 Пельтье и соответствующими сторонами корпуса 27 заставляет ребра 28 охлаждаться. Металлические змеевики 30, в которых циркулирует охлаждающая текучая среда, находятся в контакте с горячей стороной элементов Пельтье для отведения тепла, образованного горячей стороной элементов Пельтье.As shown in FIG. 5, in the present embodiment of the present invention, the capacitor 24 is a thermoelectric type capacitor comprising a hollow housing 27 in the form of a rectangular prism, in particular with a square base, made of metal, with ribs 28 located inside, made of the same metallic material as housing 27. The air/steam mixture circulates in housing 27 and the plasticizer used in the process condenses in it. The housing 27 is hermetically sealed from the external environment to avoid any risk of leakage of the vapors of the plasticizer used in the process. The ribs 28 are in contact with the inner surface of the housing 27 in order to provide thermal conductivity and evenly occupy the volume of the housing 27. Two Peltier elements 29, whose cold side faces the housing 27, are located on two respectively opposite sides of the housing 27. Contact between the cold side the Peltier elements 29 and the respective sides of the housing 27 causes the fins 28 to cool. The metal coils 30, in which the cooling fluid circulates, are in contact with the hot side of the Peltier elements to remove the heat generated by the hot side of the Peltier elements.

Как показано на фиг. 6, охлаждающая текучая среда циркулирует в замкнутом контуре, содержащем циркуляционный насос 31, радиатор 32 для рассеивания тепла, переносимого охлаждающей текучей средой, и каналы 33, 34, 35, соответственно, между насосом 31 и радиатором 32, радиатором 32 и первым змеевиком 30 и другим змеевиком 30 и насосом 31. Два змеевика 30 соединены последовательно посредством еще одного канала 36. Радиатор 32 выводит наружу образованный горячий воздух посредством вентилятора (не показан) и через сетку (также не показана), образованную на задней поверхности внешнего кожуха 10.As shown in FIG. 6, the cooling fluid circulates in a closed circuit comprising a circulation pump 31, a radiator 32 for dissipating the heat carried by the cooling fluid, and channels 33, 34, 35, respectively, between the pump 31 and the radiator 32, the radiator 32 and the first coil 30 and another coil 30 and a pump 31. The two coils 30 are connected in series through another channel 36. The radiator 32 discharges the generated hot air to the outside through a fan (not shown) and through a mesh (also not shown) formed on the rear surface of the outer casing 10.

В дальнейшем варианте осуществления настоящего изобретения могут быть предоставлены два дополнительных элемента Пельтье (не показаны) на двух других противоположных сторонах корпуса 27 с соответствующими охлаждающими змеевиками для увеличения охлаждающей способности конденсатора 24.In a further embodiment of the present invention, two additional Peltier elements (not shown) can be provided on the other two opposite sides of the housing 27 with corresponding cooling coils to increase the cooling capacity of the condenser 24.

Два соединительных элемента 37 (на фиг. 5 виден только один), которые проходят от верхней поверхности и нижней поверхности корпуса 27, предусмотрены для канала, соединяющего конденсатор 24 с резервуаром 11, и для канала 23, соединяющего конденсатор 24 с резервуаром 26 для сбора используемого в процессе пластификатора. В другом варианте осуществления настоящего изобретения конденсированный используемый в процессе пластификатор остается на дне конденсатора до окончания этапа конденсации и затем его выпускают, открывая специальный клапан.Two connecting elements 37 (only one is visible in FIG. 5) which extend from the upper surface and the lower surface of the housing 27 are provided for a channel connecting the condenser 24 to the reservoir 11 and for a channel 23 connecting the condenser 24 to the reservoir 26 to collect used in the plasticizer process. In another embodiment of the present invention, the condensed plasticizer used in the process remains at the bottom of the condenser until the end of the condensation step and then it is released by opening a special valve.

Резервуар 26 для сбора используемого в процессе пластификатора содержит соединение 38 для канала (не показано), сообщающегося с насосом 25 для втягивания смеси воздуха и не конденсированного пластификатора и ее переработки в резервуаре 11 для последующего прохождения в конденсатор 24 до те пор, пока содержание используемого в процессе пластификатора не достигнет предопределенной величины (например, 70% количества, введенного с капсулой).The tank 26 for collecting the plasticizer used in the process contains a connection 38 for a channel (not shown) communicating with a pump 25 for drawing in a mixture of air and non-condensed plasticizer and processing it in the tank 11 for subsequent passage to the condenser 24 until the content used in the plasticizer process will not reach a predetermined value (for example, 70% of the amount introduced with the capsule).

В конце этапа конденсации некоторая часть используемого в процессе пластификатора в паровой фазе, смешанного с воздухом, все еще присутствует в резервуаре 11. Для дальнейшего уменьшения количества используемого в процессе пластификатора до уровня, который слабо обнаруживается обонянием, воздух, содержащий небольшие количества паров используемого в процессе пластификатора, присутствующих в резервуаре 11, втягивается насосом 25 и пропускается через фильтр, содержащий жидкость, способную впитывать или нейтрализовывать остаточный используемый в процессе пластификатор, например водяной фильтр 39, схематически изображенный на фиг. 2, 3 и 4, когда используемым в процессе пластификатором является ацетон или другое вещество, растворимое в воде.At the end of the condensation step, some of the process plasticizer in the vapor phase, mixed with air, is still present in tank 11. To further reduce the amount of plasticizer used in the process to a level that is poorly detectable by smell, air containing small amounts of vapor plasticizer present in reservoir 11 is drawn by pump 25 and passed through a filter containing a liquid capable of absorbing or neutralizing residual plasticizer used in the process, such as water filter 39, shown schematically in FIG. 2, 3 and 4 when the plasticizer used in the process is acetone or another water-soluble substance.

Как также изображено на фиг. 8, водяной фильтр 39 содержит заполненную водой емкость 39a, где втянутый воздух барботируют с помощью аэратора 40, относящегося к серийно выпускаемому типу (например, минеральный пористый камень, труба с микроперфорацией и т.п.), способного создавать максимально мелкие пузырьки воздуха, при этом очевидно, что эффективность фильтрации непосредственно зависит от этого фактора, а также от траектории пузырька воздуха в воде. Обработанный таким образом воздух имеет такое содержание используемого в процессе пластификатора, которое позволяет выпускать его в атмосферу, а также такой уровень концентрации пластификатора в фильтрующей воде, который позволяет выливать его в канализацию. Очевидно, что вышеописанная промывочная система применима только в случае, когда используемый в процессе пластификатор может растворяться в воде.As also shown in FIG. 8, the water filter 39 includes a water-filled container 39a where the drawn-in air is sparged by an aerator 40 of a commercially available type (e.g., mineral porous stone, micro-perforated pipe, etc.) capable of creating the smallest possible air bubbles, while It is obvious that the filtration efficiency directly depends on this factor, as well as on the trajectory of the air bubble in the water. The air treated in this way has a content of the plasticizer used in the process, which allows it to be released into the atmosphere, as well as a level of concentration of the plasticizer in the filter water, which allows it to be poured into the sewer. Obviously, the above-described washing system is applicable only when the plasticizer used in the process can be dissolved in water.

На фиг. 9–13 изображен другой вариант осуществления устройства для отделки поверхности изделий, полученных с помощью 3D печати, в котором может быть осуществлен способ согласно настоящему изобретению. Этот вариант осуществления спроектирован для дальнейшего повышения компактности устройства. На фиг. 9–12 и на фиг. 1–7 одинаковые компоненты обозначены одинаковыми ссылочными номерами.In FIG. 9-13 show another embodiment of a device for surface finishing of 3D printed products, in which the method according to the present invention can be implemented. This embodiment is designed to further increase the compactness of the device. In FIG. 9-12 and in Fig. 1-7, like components are designated with like reference numerals.

Как изображено на фиг. 9 и 10, устройство согласно настоящему изобретению, обозначенное в общем номером 1, содержит внешний кожух 10, который на фигурах частично не показан для ясности, имеющий в общем форму параллелепипеда, изготовленный из металла или другого подходящего жесткого материала, и камеру 11 в форме резервуара, герметично закрываемую крышкой 12, шарнирно прикрепленной к краю кожуха 10. В частности, кожух 10 имеет верхнюю поверхность 10a, обеспечивающую доступ к резервуару 11, и крышка 12 шарнирно прикреплена к одной стороне поверхности 10a. Воздухонепроницаемую изоляцию между крышкой 12 и резервуаром 11 обеспечивают невидимые уплотнения, например кольцевого типа, расположенные по краю резервуара 11. Прозрачное окно 41 расположено на крышке 12 для осуществления визуального контроля над обрабатываемой деталью.As shown in FIG. 9 and 10, the device according to the present invention, designated in general by number 1, comprises an outer casing 10, which is partially omitted for clarity in the figures, having a generally parallelepiped shape, made of metal or other suitable rigid material, and a chamber 11 in the form of a reservoir sealed by a cover 12 hinged to the edge of the casing 10. In particular, the casing 10 has a top surface 10a providing access to the reservoir 11, and the cover 12 is hinged to one side of the surface 10a. An airtight seal between cover 12 and tank 11 is provided by invisible seals, such as annular type, located on the edge of the tank 11. A transparent window 41 is located on the cover 12 for visual inspection of the workpiece.

Внешний кожух 10 служит защитным контейнером для резервуара 11 и других компонентов устройства, расположенных в зазоре между кожухом 10 и резервуаром 11, и содержит структуру 14, удерживающую резервуар 11 и указанные компоненты.The outer casing 10 serves as a protective container for the tank 11 and other components of the device located in the gap between the casing 10 and the tank 11, and contains a structure 14 holding the tank 11 and these components.

Как и в варианте осуществления, описанном со ссылкой на фиг. 1–7, резервуар 11 оснащен нагревательным элементом, расположенным на дне (не показан), и другие необязательные нагревательные элементы могут быть расположены на боковых стенках резервуара 11.As in the embodiment described with reference to FIG. 1-7, the tank 11 is equipped with a heating element located at the bottom (not shown), and other optional heating elements can be located on the side walls of the tank 11.

Подобным образом, предоставлена система подачи используемого в процессе пластификатора, использующая дозированные количества пластификатора в форме заранее упакованных капсул. На фиг. 9 и 10 показаны кожух 20 для капсулы, содержащей жидкий пластификатор, система распознавания капсул и соответствующий прокалывающий механизм, который прокалывает капсулу, посредством чего пластификатор, содержащийся в капсуле, выходит наружу и течет по каналу 21, проходящему от дна кожуха 20 внутрь резервуара 11 у его дна. Электромагнитный клапан 61 установлен на канале 21 и позволяет, находясь в открытом состоянии, жидкости течь к резервуару 11 и обеспечивает, находясь в закрытом состоянии, создание повышенного давления в резервуаре 11. В качестве прокалывающего механизма используют механизм, уже описанный со ссылкой на фиг. 7, но в качестве альтернативы может использоваться любая эквивалентная перфорирующая система, известная в данной области техники.Similarly, a process plasticizer delivery system is provided using metered amounts of the plasticizer in the form of prepackaged capsules. In FIG. 9 and 10 show a casing 20 for a capsule containing a liquid plasticizer, a capsule recognition system and a corresponding piercing mechanism that pierces the capsule, whereby the plasticizer contained in the capsule comes out and flows through a channel 21 extending from the bottom of the casing 20 into the reservoir 11. its bottom. A solenoid valve 61 is installed on the channel 21 and allows, when in the open state, the liquid to flow to the tank 11 and, when closed, pressurizes the tank 11. The piercing mechanism is the mechanism already described with reference to FIG. 7, but alternatively any equivalent perforating system known in the art may be used.

Устройство дополнительно содержит блок регенерации испаренного используемого в процессе пластификатора путем конденсации, который начинает работать в конце воздействия на деталь паров используемого в процессе пластификатора в резервуаре 11. В настоящем варианте осуществления данного изобретения блок не отделен от резервуара 11, но и не соединен с ним с помощью труб и посредством потока пара, подаваемого насосом, а припаян к резервуару 11 через свой конденсатор. Как изображено на фиг. 11, 12 и 13, блок содержит конденсатор 70 пара, относящийся к термоэлектрическому типу, и теплообменник 71 для отвода тепла, образованного конденсацией. Также в этом случае термоэлектрический конденсатор оснащен элементами 72 Пельтье, изображенными на фиг. 13. Элементы 72 Пельтье установлены между конденсатором 70 и теплообменником 71 и точнее, на внешней стороне конденсатора 70, в то время как его внутренняя сторона, противоположная внешней стороне, обращена внутрь резервуара 11. Холодная сторона элементов 72 Пельтье обращена к конденсатору 70, в то время как горячая сторона обращена к теплообменнику 71. Конденсатор 70 имеет внутренние ребра и сообщается с резервуаром 11 посредством по меньшей мере двух отверстий 73 и 74, образованных в его внутренней стороне, для впуска обогащенной смеси паров, используемого в процессе пластификатора и для выпуска обедненной смеси паров используемого в процессе пластификатора, которую возвращают в резервуар 11. Циркуляция смеси воздуха/пара по конденсатору 70 управляется вентилятором 78 с магнитным приводом и соответствующим двигателем 75. Вентилятор 78 расположен внутри конденсатора 70 над его ребристой частью, выровненной относительно оси с отверстием 73, и втягивает смесь воздуха/пара из резервуара 11 через отверстие 73, подавая ее между внутренними ребрами конденсатора, охлаждаемого элементами Пельтье, и к выпускному отверстию 74. При контакте с ребрами часть паров используемого в процессе пластификатора конденсируются и падают под действием силы тяжести на дно 70a корпуса конденсатора, где они остаются до конца рабочего цикла. Выпускная труба 76, проходящая от дна конденсатора, оснащена электромагнитным клапаном 77, который открывают для выпуска конденсированного используемого в процессе пластификатора в контейнер (не показан).The device further comprises a vaporized process plasticizer regeneration unit by condensation, which begins to operate at the end of the part being exposed to the process plasticizer vapor in tank 11. In the present embodiment of the present invention, the unit is not separated from tank 11, but is not connected to it with using pipes and by means of a steam flow supplied by a pump, and is soldered to the tank 11 through its condenser. As shown in FIG. 11, 12 and 13, the unit includes a thermoelectric type steam condenser 70 and a heat exchanger 71 for removing heat generated by condensation. Also in this case, the thermoelectric capacitor is equipped with Peltier elements 72 shown in FIG. 13. The Peltier elements 72 are installed between the condenser 70 and the heat exchanger 71, and more precisely, on the outer side of the condenser 70, while its inner side, opposite the outer side, faces the inside of the reservoir 11. The cold side of the Peltier elements 72 faces the condenser 70, while while the hot side faces heat exchanger 71. Condenser 70 has internal fins and communicates with reservoir 11 through at least two openings 73 and 74 formed in its inner side for inlet of rich mixture of vapors used in the plasticizer process and for discharge of lean mixture vapors of the plasticizer used in the process, which is returned to reservoir 11. The circulation of the air/steam mixture through the condenser 70 is controlled by a magnetically driven fan 78 and a suitable motor 75. The fan 78 is located inside the condenser 70 above its finned part, aligned with the axis with the hole 73, and draws air/steam mixture from the reservoir 11 through the hole 73, feeding it between the internal fins of the condenser cooled by the Peltier elements and to the outlet 74. Upon contact with the fins, part of the vapors of the plasticizer used in the process condense and fall by gravity to the bottom 70a of the condenser housing, where they remain until the end working cycle. An outlet pipe 76 extending from the bottom of the condenser is provided with a solenoid valve 77 which is opened to discharge the condensed process plasticizer into a container (not shown).

Горячая сторона элементов Пельтье охлаждается воздухом посредством ребристого теплообменника 71 с помощью вентилятора 79, приводимого в действие двигателем и изображенного на фиг. 13.The hot side of the Peltier elements is air-cooled by means of a finned heat exchanger 71 by means of a fan 79 driven by a motor and shown in FIG. thirteen.

В конце этапа конденсации некоторая часть используемого в процессе пластификатора в паровой фазе, смешанного с воздухом, все еще присутствует в резервуаре 11. Для дальнейшего уменьшения количества используемого в процессе пластификатора до уровня, который слабо обнаруживается обонянием, воздух, содержащий небольшие количества паров используемого в процессе пластификатора, присутствующих в резервуаре 11, втягивается насосом 81 и пропускается через фильтрующий блок 39. Фильтрующий блок 39 аналогичен уже описанному в варианте осуществления по фиг. 1–7 и здесь приведена ссылка на полное его описание. Фильтрующий блок 39 содержит жидкость, способную впитывать или нейтрализовывать остаточный используемый в процессе пластификатор, например водяной фильтр, когда используемым в процессе пластификатором является ацетон или другое вещество, растворимое в воде. Насос 81 всасывает воздух из окружающей среды и подает ее в резервуар 11 по трубе 82, оснащенной электромагнитным клапаном 83. Смесь воздуха и пара, содержащая остаточные пары, выходит из резервуара 11 по трубе 84, оснащенной электромагнитным клапаном 85, и подается в фильтрующий блок 39.At the end of the condensation step, some of the process plasticizer in the vapor phase, mixed with air, is still present in tank 11. To further reduce the amount of plasticizer used in the process to a level that is poorly detectable by smell, air containing small amounts of vapor of the plasticizer present in the reservoir 11 is drawn in by the pump 81 and passed through the filter block 39. The filter block 39 is similar to that already described in the embodiment of FIG. 1–7 and here is a link to its full description. The filter block 39 contains a liquid capable of absorbing or neutralizing the residual plasticizer used in the process, such as a water filter when the plasticizer used in the process is acetone or another water-soluble substance. The pump 81 sucks in air from the environment and supplies it to the tank 11 through a pipe 82 equipped with a solenoid valve 83. The mixture of air and steam containing residual vapors leaves the tank 11 through a pipe 84 equipped with a solenoid valve 85 and is fed into the filter unit 39 .

Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления устройства согласно настоящему изобретению насос 81 работает только для фильтрующего блока 39 и даже не для конденсаторного блока для регенерации используемого в процессе пластификатора, как делает насос 25 из ранее описанного варианта осуществления. С одной стороны это приводит к упрощению системы, а с другой стороны – к возможности использовать стандартный насос, и в результате, к менее дорогостоящему и более компактному устройству.It should be noted that in the present embodiment of the device according to the present invention, the pump 81 works only for the filter unit 39 and not even for the condenser unit to regenerate the plasticizer used in the process, as does the pump 25 of the previously described embodiment. On the one hand, this leads to a simplification of the system, and on the other hand, to the possibility of using a standard pump, and as a result, to a less expensive and more compact device.

Также следует отметить, что в настоящем варианте осуществления настоящего изобретения ключевую функцию, заключающуюся в поддержании движения горячей смеси воздуха/пара внутри резервуара 11, выполняет не специальный вентилятор 18, расположенный на дне резервуара 11, а вентилятор 78 конденсатора 70, который работает при необходимости на более высокой скорости, даже когда конденсаторный блок не работает, тогда как элементы Пельтье отключены или, возможно, поддерживаются во включенном состоянии, но с противоположной полярностью, с тем чтобы нагревать ребра конденсатора для предотвращения конденсации используемого в процессе пластификатора во время цикла обработки. Следовательно, дальнейшим преимуществом этого варианта осуществления является отсутствие циркуляционного вентилятора внутри резервуара 11 и соответствующего двигателя, что не оказывает негативного влияния на рабочие характеристики устройства.It should also be noted that in the present embodiment of the present invention, the key function of keeping the hot air/steam mixture moving inside the tank 11 is performed not by a special fan 18 located at the bottom of the tank 11, but by a fan 78 of the condenser 70, which operates when necessary to higher speed even when the condenser unit is not in operation while the Peltier elements are switched off or possibly kept on but with opposite polarity in order to heat the fins of the condenser to prevent the plasticizer used in the process from condensing during the processing cycle. Therefore, a further advantage of this embodiment is the absence of a circulation fan inside the tank 11 and the corresponding motor, which does not adversely affect the performance of the device.

Далее будет описана работа устройства со ссылками на цикл используемого в процессе пластификатора, схематически изображенный на фиг. 8, и блок-схему, изображенную на фиг. 14.The operation of the device will now be described with reference to the plasticizer cycle shown schematically in FIG. 8 and the block diagram shown in FIG. fourteen.

Рабочий процесс по существу содержит четыре основных этапа работы. Эти этапы включают в себя:The workflow essentially contains four main work steps. These steps include:

♣ испарение используемого в процессе пластификатора: на этом этапе (начало цикла обработки 3D детали, размещенной ранее в резервуаре 11) нагревательный элемент 15 повышает температуру используемого в процессе пластификатора в жидкой фазе, (также ранее загруженного в резервуар 11), таким образом соответственно увеличивая количество паров пластификатора в смеси воздуха/пара, присутствующей в резервуаре 11. Смесь воздуха/пара, которую непрерывно перемещает в резервуаре 11 вентилятор 18 или вентилятор 78, контактирует с обрабатываемой деталью, нагревая ее для создания состояния теплового равновесия с ней.♣ evaporation of the plasticizer used in the process: at this stage (beginning of the processing cycle of the 3D part previously placed in the tank 11), the heating element 15 raises the temperature of the plasticizer used in the process in the liquid phase, (also previously loaded into the tank 11), thus increasing the amount of plasticizer vapor in the air/steam mixture present in tank 11. The air/steam mixture, which is continuously moved in tank 11 by fan 18 or fan 78, contacts the workpiece, heating it to create a state of thermal equilibrium with it.

♣ Впитывание молекул паров используемого в процессе пластификатора в 3D деталь во время обработки после достижения рабочей температуры равновесия, которую поддерживает источник тепла, и поддержание однородной температуры в резервуаре 11 благодаря действию вентилятора 18 или вентилятора 78.♣ Absorbing the vapor molecules of the plasticizer used in the process into the 3D part during processing after reaching the operating equilibrium temperature maintained by the heat source, and maintaining a uniform temperature in the tank 11 due to the action of the fan 18 or fan 78.

♣ Регенерацию используемого в процессе пластификатора: по завершении этапа воздействия используемого в процессе пластификатора, последний циркулирует по конденсаторному блоку и затем преобразуется в жидкость. На этом этапе можно преобразовать в жидкость только определенный процент используемого в процессе пластификатора, но не 100% его, из-за физических и технологических ограничений.♣ Regeneration of the plasticizer used in the process: upon completion of the stage of exposure to the plasticizer used in the process, the latter circulates through the condenser unit and then turns into a liquid. At this stage, only a certain percentage of the plasticizer used in the process can be converted to liquid, but not 100% of it, due to physical and technological limitations.

♣ Фильтрацию: используемый в процессе пластификатор, все еще присутствующий в паровой фазе в смеси воздуха/пара, отфильтровывают, в частности с помощью водяного фильтра 39, для удаления из него любых остаточных количеств используемого в процессе пластификатора.♣ Filtration: The process plasticizer still present in the vapor phase in the air/steam mixture is filtered out, in particular with the water filter 39, to remove any residual process plasticizer from it.

В устройстве согласно варианту осуществления настоящего изобретения, изображенному на фиг. 1–7, цикл используемого в процессе пластификатора подробно изображен на фиг. 8In the device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1-7, the cycle of the plasticizer used in the process is shown in detail in FIG. eight

Устройство работает с перерывами. После размещения обрабатываемой детали (деталей) в резервуаре 11, где расположены подходящие опоры для детали, которые не показаны, используемый в процессе пластификатор подают в предопределенной дозе, соответствующей объему резервуара 11. Преимущественным образом, предопределенная доза используемого в процессе пластификатора содержится в картридже или капсуле C из металлического материала (например, алюминия) или пластикового материала или материала, совместимого с пластификатором, оснащенной крышкой или секцией, предназначенной для прокалывания. Неоткрытую капсулу C помещают в кожух 20 и идентифицируют с помощью оптического считывающего устройства 23, что позволяет герметично закрывать крышку 12. При закрывании крышка 12 прижимает капсулу C к прокалывающему элементу 48 на дне кожуха 20, при этом капсула открывается и ее содержимое вытекает в резервуар 11 по каналу 21. Следует отметить, что для предотвращения какой-либо утечки паров используемого в процессе пластификатора из кожуха 20, уплотнение 56 размещено между крышкой 12 и впускным отверстием кожуха 20, или двухпозиционный электромагнитный клапан 61 может быть расположен в канале 21 на выпускной стороне кожуха 20, либо на впускной стороне резервуара 11, как изображено на фиг. 10.The device works intermittently. After the workpiece(s) has been placed in the tank 11, where suitable workpiece supports are located, which are not shown, the plasticizer used in the process is supplied in a predetermined dose corresponding to the volume of the tank 11. Advantageously, the predetermined dose of the plasticizer used in the process is contained in a cartridge or capsule. C of metallic material (such as aluminium) or plastic material or material compatible with the plasticizer, equipped with a lid or section designed to be pierced. An unopened capsule C is placed in the case 20 and identified by an optical reader 23, which allows the lid 12 to be hermetically closed. When closed, the lid 12 presses the capsule C against the piercing element 48 at the bottom of the case 20, while the capsule opens and its contents flow into the reservoir 11 through passage 21. It should be noted that to prevent any leakage of process plasticizer vapor from casing 20, a seal 56 is placed between cover 12 and the inlet of casing 20, or an on/off solenoid valve 61 may be located in passage 21 on the outlet side of casing 20 or on the inlet side of the reservoir 11 as shown in FIG. ten.

Используемый в процессе пластификатор в резервуаре 11 нагревают путем подачи тепла посредством нагревательного элемента 15, расположенного на дне резервуара 11. Вентилятор 18, или вентилятор 78 в варианте осуществления по фиг. 9–13, поддерживают в работающем состоянии для способствования равномерному рассеиванию паров используемого в процессе пластификатора по объему резервуара 11 и для поддержания равномерной температуры во внутренней атмосфере резервуара 11. При контакте с поверхностью обрабатываемой 3D детали, имеющей температуру, которая по существу равна температуре паро-воздушной смеси, окружающей деталь, пары используемого в процессе пластификатора, содержащиеся в циркулирующей смеси воздуха/пара, впитываются и проникают в поверхность 3D детали, образуя однородную смесь с полимерным материалом или его компонентом и, таким образом, снижая T_G материала. Нагревательные элементы 17, расположенные на боковых стенках резервуара 11, поддерживают эти стенки теплыми, таким образом предотвращая любую конденсацию растворителя, контактирующего с ними.The plasticizer used in the process in tank 11 is heated by applying heat through a heating element 15 located at the bottom of tank 11. Fan 18, or fan 78 in the embodiment of FIG. 9-13 are maintained in operation to promote uniform dispersion of the vapors of the plasticizer used in the process throughout the volume of the tank 11 and to maintain a uniform temperature in the internal atmosphere of the tank 11. Upon contact with the surface of the 3D workpiece, which has a temperature that is essentially equal to the temperature of the vapor the air mixture surrounding the part, the vapors of the plasticizer used in the process, contained in the circulating air/steam mixture, are absorbed and penetrate the surface of the 3D part, forming a homogeneous mixture with the polymer material or its component, and thus reducing the T _G of the material. Heating elements 17 located on the side walls of the tank 11 keep these walls warm, thus preventing any condensation of the solvent in contact with them.

За результатом обработки можно следить через прозрачное окно 41, расположенное на крышке 12, для того, чтобы оператор мог проверить, является ли полученный эффект отделки желаемым, и решить, необходимо ли продлевать время обработки или изменить какой-либо рабочий параметр, или повторить весь цикл согласно потребностям, перед переходом к этапу регенерации используемого в процессе пластификатора.The result of the treatment can be monitored through a transparent window 41 located on the lid 12 so that the operator can check if the finishing effect obtained is the desired one and decide whether it is necessary to extend the treatment time or change any operating parameter or repeat the entire cycle. according to needs, before proceeding to the stage of regeneration of the plasticizer used in the process.

В конце этапа обработки 3D детали, а именно, когда поверхность 3D детали достигает желаемой степени отделки, смесь воздуха и паров используемого в процессе пластификатора, а также жидкий пластификатор присутствуют в резервуаре 11. Для того, чтобы предотвратить контакт оператора с парами пластификатора при открытии крышки 12 или парами пластификатора, рассеянными в рабочей среде, перед открытием активируют конденсатор 24. Как показано на схеме, изображенной на фиг. 8, два электромагнитных клапана 42 и 43, расположенных соответственно в канале между резервуаром 11 и конденсатором 24 и между конденсатором 24 и насосом 25, открывают и включают насос 25, таким образом начиная циркуляцию концентрированной смеси воздуха/пара между резервуаром 11 и конденсатором 24 и циркуляцию в резервуар 11 разбавленной смеси, в то же время постепенно конденсирующийся пластификатор собирают в емкость 26.At the end of the 3D part processing stage, namely, when the surface of the 3D part reaches the desired degree of finish, a mixture of air and vapors of the plasticizer used in the process, as well as liquid plasticizer are present in the tank 11. In order to prevent the operator from contacting the plasticizer vapor when opening the cover 12 or with plasticizer vapor dispersed in the working medium, condenser 24 is activated before opening. As shown in the diagram shown in FIG. 8, two solenoid valves 42 and 43, located respectively in the channel between the tank 11 and the condenser 24 and between the condenser 24 and the pump 25, open and turn on the pump 25, thus starting the circulation of a concentrated air/steam mixture between the tank 11 and the condenser 24 and circulation into the tank 11 of the diluted mixture, at the same time, the gradually condensing plasticizer is collected in the tank 26.

Рабочая температура конденсатора составляет около -15°C на холодной стороне каждого элемента Пельтье, причем указанной температуры достигают в течение около 5 минут после начала работы элемента. Устройство согласно фиг. 9–13 работает подобным образом, но за исключением того, что насос 81 служит лишь для подачи смеси воздуха/пара с низким содержанием паров в конечный водяной фильтр.The operating temperature of the condenser is about -15°C on the cold side of each Peltier element, and this temperature is reached within about 5 minutes after the start of the element. The device according to Fig. 9-13 works similarly, except that pump 81 only serves to supply a low vapor air/steam mixture to the final water filter.

Когда около 70% паров пластификатора сконденсированы, два электромагнитных клапана 42 и 43 закрывают и открывают два электромагнитных клапана 44 и 45, соответственно на стороне насоса 25, с которой он втягивает воздух из окружающей среды, выпускаемый в резервуар 11, и в канале, передающем разбавленную смесь воздуха/пара в барботажное устройство 39a из резервуара 11. Аэратор 40, присутствующий на дне барботажного устройства 39a, разбивает поток смеси на маленькие пузырьки, поднимающиеся к поверхности воды, присутствующей в барботажном устройстве. На этом пути все еще присутствующий используемый в процессе пластификатор растворяется, образуя водный раствор пластификатора, который по существу не имеет запаха и очень разбавлен (<5%). В конце этапа фильтрации, когда насос 25 выключен и все клапаны перекрыты, можно поднять крышку 12 и извлечь готовую 3D деталь. Предусмотрено вентиляционное отверстие для выпуска воздуха, содержащего только следы пластификатора.When about 70% of the plasticizer vapor is condensed, two solenoid valves 42 and 43 close and open two solenoid valves 44 and 45, respectively, on the side of the pump 25 from which it draws in air from the environment, discharged into the tank 11, and in the channel conveying the diluted the air/steam mixture into the bubbler 39a from the reservoir 11. An aerator 40 present at the bottom of the bubbler 39a breaks the mixture flow into small bubbles rising to the surface of the water present in the bubbler. Along the way, the plasticizer still present in the process dissolves to form an aqueous plasticizer solution that is substantially odorless and very dilute (<5%). At the end of the filtration stage, when the pump 25 is turned off and all valves are closed, you can lift the cover 12 and remove the finished 3D part. A vent hole is provided to release air containing only traces of plasticizer.

Конденсированный используемый в процессе пластификатор, собранный в емкости 26, утилизируют путем получения доступа к емкости 26 через люк 46 доступа для того, чтобы извлечь и опустошить ее, в то время как второй люк 47 доступа позволяет извлекать барботажное устройство 39a с целью его опустошения. Два люка, изображенные прерывистой линией на фиг. 1, расположены на боковой поверхности внешнего кожуха 10 устройства 1 и содержат смотровые окна 51 и 52.The condensed process plasticizer collected in vessel 26 is disposed of by accessing vessel 26 through an access hatch 46 in order to retrieve and empty it, while a second access hatch 47 allows bubbling device 39a to be removed to empty it. The two hatches shown in dashed lines in Fig. 1 are located on the side surface of the outer casing 10 of the device 1 and contain viewing windows 51 and 52.

Работой вышеописанного устройства управляет программа, выполняемая микропроцессором, расположенным на электронной плате 53, которая управляет началом и окончанием этапов работы и длительностью каждого этапа, которую задают в начале каждой обработки и определяют на основании формы деталей и других критериев. В общем, большинство рабочих параметров являются фиксированными и предустановлены в программе независимо от формы обрабатываемых деталей, так что пользователю нужно только выбрать из двух или трех уровней обработки (которые пропорциональны времени воздействия паров пластификатора). Очевидно, что доступна функция настройки для выбора различных рабочих параметров на основании особых потребностей или опыта работы с 3D деталями особой формы.The operation of the apparatus described above is controlled by a program executed by the microprocessor located on the electronic board 53, which controls the start and end of work steps and the duration of each step, which is set at the beginning of each processing and determined based on the shape of the parts and other criteria. In general, most operating parameters are fixed and preset in the program, regardless of the shape of the workpieces, so that the user only has to choose from two or three levels of processing (which are proportional to the exposure time of the plasticizer vapors). Obviously, a customization function is available to select different operating parameters based on special needs or experience with specially shaped 3D parts.

Программа, управляющая рабочим циклом устройства согласно настоящему изобретению, получает сигналы о давлении и температуре от подходящих датчиков, расположенных в резервуаре 11 (например, датчика 80 давления, изображенного на фиг. 10) и соответствующим образом регулирует поток тепла от нагревательного элемента 15 и боковых нагревательных элементов 17 с помощью охлаждающих вентиляторов 16 (при необходимости и если они установлены). Программа также регулирует интенсивность потока охлаждающей жидкости и длительность этапа конденсации посредством температурных датчиков, расположенных в блоке регенерации пластификатора.The program controlling the operating cycle of the device according to the present invention receives pressure and temperature signals from suitable sensors located in the tank 11 (for example, the pressure sensor 80 shown in Fig. 10) and adjusts the heat flow from the heating element 15 and side heating accordingly. elements 17 with cooling fans 16 (if necessary and if installed). The program also regulates the flow rate of the coolant and the duration of the condensation stage by means of temperature sensors located in the plasticizer regeneration unit.

Следует понимать, что при рабочих условиях способа согласно настоящему изобретению предотвращается формирование конденсированного используемого в процессе пластификатора на поверхности обрабатываемой детали. Это может быть в основном из-за поддержания постоянного теплового равновесия между поверхностью детали и смесью воздуха/пара, циркулирующей в резервуаре 11. Таким образом обеспечивают, чтобы пары пластификатора контактировали только с поверхностью детали и проникали в нее. Процесс проникновения является относительно медленным и не может происходить, когда растворитель конденсируется на детали, например как в процессе согласно документу WO2010002643, при этом наличие конденсированного растворителя на поверхность детали, помимо препятствования контакту с паром, приводит к быстрой растворимости поверхности, также усиленной фактом использования фторуглеродного растворителя, который, в случае детали из ABS, также растворяет полибутадиеновую фазу полимера.It should be understood that under the operating conditions of the process according to the present invention, the formation of condensed plasticizer used in the process on the surface of the workpiece is prevented. This may be mainly due to the maintenance of a constant thermal equilibrium between the surface of the part and the air/steam mixture circulating in the reservoir 11. In this way, it is ensured that the plasticizer vapor only contacts and penetrates the surface of the part. The penetration process is relatively slow and cannot occur when the solvent condenses on the part, such as in the process according to WO2010002643, whereby the presence of the condensed solvent on the surface of the part, in addition to preventing contact with vapor, leads to rapid solubility of the surface, also enhanced by the fact that a fluorocarbon solvent which, in the case of an ABS part, also dissolves the polybutadiene phase of the polymer.

В следующих примерах также изображены рабочие характеристики устройства, работающего согласно способу отделки поверхности деталей, полученных с помощью 3D печати. Каждый образец в этих испытаниях был напечатан с помощью 3D принтера Zortrax M200, использующего специальную нить Z-ABS, за исключением случаев, где указано иначе. Используемая опция печати предустановлена в программном обеспечении Z-suite в режиме «Mesh» на значении 20%, за исключением случаев, где указано иначе. Обработка согласно способу настоящего изобретения была проведена с оптимизированными параметрами: время воздействия паров используемого в процессе пластификатора: 50 минут; рабочая температура: 35°C.The following examples also show the performance of the device operating according to the method of surface finishing of 3D printed parts. Each sample in these tests was printed using a Zortrax M200 3D printer using a special Z-ABS filament, except where noted otherwise. The print option used is preset in the Z-suite software in Mesh mode at 20%, except where noted otherwise. Processing according to the method of the present invention was carried out with optimized parameters: exposure time of the vapors used in the process of the plasticizer: 50 minutes; operating temperature: 35°C.

Пример 1Example 1

Была исследована зависимость между проникновением используемого в процессе пластификатора (в частности, ацетона) в полимер, которое сильно связано с временем воздействия, а также механические и эстетические свойства. Образцы (4 объемных параллелепипеда, изготовленных из ABS Zortrax, размером 80x10x4 мм), напечатанные с максимальным заполнением с помощью Zortrax M200, обрабатывали в течение разных промежутков времени (30, 60 и 90 минут). После обработки в устройстве, работающем в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, с помощью растрового электронного микроскопа были получены изображения части, которая стала видна после осуществления криогенного разлома образца. Таким образом было обнаружено проникновение ацетона на глубину 1,5 мм (испытание длительностью 90 минут). В основном, с течением времени ацетон проникает на все большую глубину, таким образом формируя еще больший концентрационный градиент (под которым подразумевается количество ацетона в полимере) вдоль оси проникновения.The relationship between the penetration of the plasticizer used in the process (in particular acetone) into the polymer, which is strongly related to the exposure time, as well as mechanical and aesthetic properties, was investigated. Samples (4 3D Zortrax ABS 80x10x4 mm boxes) printed at maximum infill with a Zortrax M200 were run at different times (30, 60 and 90 minutes). After processing in the device operating in accordance with the method according to the present invention, images were obtained using a scanning electron microscope of the part that became visible after the implementation of cryogenic fracture of the sample. Thus, penetration of acetone to a depth of 1.5 mm was detected (test duration 90 minutes). Basically, over time, acetone penetrates to greater and greater depths, thus forming an even greater concentration gradient (by which is meant the amount of acetone in the polymer) along the penetration axis.

Результаты испытаний представлены в следующей Таблице 1.The test results are presented in the following Table 1.

Таблица 1Table 1

Изображения образцов, полученные с помощью растрового электронного микроскопа, демонстрируют значительное уменьшение шероховатости после обработки образцов из ABS. Рассмотрим фиг. 15 (увеличение в 100 крат) и фиг. 16 (увеличение в 5000 крат), демонстрирующих секцию разлома, полученного с помощью жидкого азота, и, соответственно, вид спереди части поверхности параллелепипеда до и после обработки. Шероховатость хорошо видна на изображениях левой стороны и незначительна на изображениях правой стороны.Scanning electron microscope images of the samples show a significant reduction in roughness after treatment of the ABS samples. Consider Fig. 15 (100x magnification) and FIG. 16 (5000x magnification) showing a section of a liquid nitrogen fracture and, accordingly, a front view of a part of the surface of the parallelepiped before and after processing. The roughness is clearly visible on the images of the left side and is negligible on the images of the right side.

Пример 2Example 2

Для испытания механических характеристик образцов, обработанных в устройстве, работающем в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, были проведены испытания по Изоду, приняв в качестве стандарта простые напечатанные образцы. Полученные результаты показаны в Таблице 2. В этом испытании используются две нити – Zortrax и Makerbot. Все образцы были напечатаны с помощью Zortrax M200.In order to test the mechanical characteristics of the samples processed in the apparatus operating in accordance with the method of the present invention, Izod tests were carried out using simple printed samples as a standard. The results obtained are shown in Table 2. Two threads are used in this trial, Zortrax and Makerbot. All samples were printed using the Zortrax M200.

Таблица 2table 2

Важно отметить, что ориентация печати влияет на ударную прочность и в общем на механические свойства напечатанных заготовок. Посредством ЯМР-анализа было обнаружено, что Makerbot ABS имеет более высокое содержание бутадиена (50% стирольной фазы в Zortrax и только 35% стирольной фазы в Makerbot) и это объясняет, почему обработка имеет менее значительное влияние на улучшение механических свойств заготовки Makerbot. Фактически, пластификатор, используемый при обработке согласно настоящему изобретению, взаимодействует со стирольной фазой ABS и в то же время остается инертным по отношению к бутадиеновой фазе.It is important to note that the orientation of the print affects the impact strength and, in general, the mechanical properties of the printed blanks. Through NMR analysis, Makerbot ABS was found to have a higher butadiene content (50% styrene phase in Zortrax and only 35% styrene phase in Makerbot) and this explains why the treatment has less of an impact on improving the mechanical properties of the Makerbot preform. In fact, the plasticizer used in the processing according to the present invention interacts with the styrene phase of ABS and at the same time remains inert with respect to the butadiene phase.

Испытание по Изоду также проводили на образцах с такими же значениями длительности обработки, которые использовались для изучения проникновения вышеуказанного пластификатора. Результаты, полученные после проведения трех испытаний для каждого образца, изображены в следующей Таблице 3.The Izod test was also carried out on samples with the same processing times used to study the penetration of the above plasticizer. The results obtained after three tests for each sample are shown in the following Table 3.

Таблица 3Table 3

Из вышеуказанного описания ясно видно, что устройство и способ согласно настоящему изобретению полностью достигают поставленных целей.From the above description it is clear that the device and method according to the present invention fully achieve their goals.

В общем, описанное устройство обладает преимуществом по сравнению с другими устройствами, выполняющими отделку поверхности, заключающимся в отсутствии добавления или удаления материала с деталей. Отделка поверхности в соответствии с процессом согласно настоящему изобретению во всех смыслах представляет собой перестройку поверхностного слоя обработанных деталей. Устраняется неровность и поверхность становится более однородной. По сравнению с таким технологиями как пескоструйная обработка, обработка во вращающемся барабане и т.п., отсутствует удаление материала. По сравнению с покраской и т.п., отсутствует добавление материала.In general, the described device has the advantage over other surface finishing devices of not adding or removing material from the parts. Surface finishing according to the process according to the present invention is in every sense a rebuilding of the surface layer of the machined parts. Roughness is eliminated and the surface becomes more uniform. Compared to technologies such as sandblasting, rotary drumming, etc., there is no material removal. Compared to painting and the like, there is no material addition.

По сравнению с устройствами, осуществляющими химическую отделку поверхности, благодаря по существу отсутствию формирования конденсата во время обработки 3D детали, достигают более точного управления процессом отделки, без потери пластикового материала из-за стекания и/или скопления конденсата и, кроме этого, можно добиться повышения механического сопротивления поверхности 3D детали благодаря возможности регулировки глубины проникновения паров используемого в процессе пластификатора.Compared to chemical surface finishing devices, due to the essentially absence of condensation formation during processing of a 3D part, a more precise control of the finishing process is achieved, without loss of plastic material due to dripping and/or accumulation of condensate, and, in addition, an increase in mechanical resistance of the surface of the 3D part due to the possibility of adjusting the penetration depth of the vapors of the plasticizer used in the process.

По сравнению с устройствами для отделки поверхности 3D деталей согласно известному уровню техники, устройство согласно настоящему изобретению обладает преимуществом, заключающимся в относительно малом размере и весе и в его автоматизации и безопасном использовании даже вне промышленных применений. С точки зрения пользователя, важным преимуществом является простота использования и почти полное отсутствие контакта с используемым в процессе пластификатором, как в жидкой форме на этапе подготовки к обработке, так и в паровой форме во время обработки и после нее.Compared with devices for surface finishing of 3D parts according to the prior art, the device according to the present invention has the advantage of relatively small size and weight and its automation and safe use even outside of industrial applications. From the user's point of view, an important advantage is the ease of use and the almost complete absence of contact with the plasticizer used in the process, both in liquid form in preparation for processing, and in vapor form during and after processing.

Компактность устройства также является результатом использования термоэлектрического конденсатора. По сравнению с конденсаторами, такими как используемые в процессе дистилляции, преимуществом этого решения является тип охлаждения, обеспечиваемый термоэлектрическим элементом, а не жидкостью, контактирующей с поверхностью, где происходит конденсация. Это позволяет использовать более компактную конструкцию, также благодаря отсутствию необходимости в охлаждении жидкости с температурой конденсации. По сравнению с термоэлектрическими конденсаторами, такими как используемые в осушителях, характерным признаком конденсатора, используемого в настоящем изобретении, является полная внешняя изоляция и воздухонепроницаемость для того, чтобы он не выпускал пар в окружающую среду в процессе конденсации.The compactness of the device is also a result of the use of a thermoelectric capacitor. Compared to condensers such as those used in the distillation process, the advantage of this solution is the type of cooling provided by the thermoelectric element rather than the liquid in contact with the surface where the condensation occurs. This allows for a more compact design, also by eliminating the need for condensing temperature liquid cooling. Compared to thermoelectric capacitors such as those used in dryers, the characteristic of the capacitor used in the present invention is complete outer insulation and air tightness so that it does not release steam to the environment during the condensation process.

Другое преимущество конденсатора, используемого в устройстве согласно настоящему изобретению, заключается в том, что используемый материал является металлом, а также теплопроводящим и электропроводящим, что позволяет быстро охлаждать элементы Пельтье и в то же время препятствовать накоплению электростатического заряда, способного воспламенить горючие пары.Another advantage of the capacitor used in the device according to the present invention is that the material used is metal, as well as thermally and electrically conductive, which allows the Peltier elements to cool quickly and at the same time prevent the accumulation of an electrostatic charge that can ignite combustible vapors.

Наконец, стоит отметить, что хотя настоящее изобретение содержит ссылки на детали, изготовленные из пластикового материала и полученные посредством 3D печати, предполагается, что базовые идеи настоящего изобретения также можно применить к объектам, изделиям и продуктам, которые изготовлены с помощью других технологий, но имеют те же проблемы и могут быть обработаны совместимым используемым в процессе пластификатором (в том значении, которое используется в настоящем документе) для получения лучшей отделки поверхности и повышения механического сопротивления поверхности.Finally, it is worth noting that although the present invention contains references to parts made from plastic material and obtained through 3D printing, it is assumed that the basic ideas of the present invention can also be applied to objects, articles and products that are made using other technologies, but have the same problems and can be treated with a compatible plasticizer used in the process (as used herein) to obtain a better surface finish and increase the mechanical resistance of the surface.

Хотя была приведена ссылка на предпочтительную систему подачи используемого в процессе пластификатора, которая использует заранее упакованные дозы в форме прокалываемых капсул, будет очевидно, что подача регулируемых доз используемого в процессе пластификатора может быть осуществлена традиционным способом, с помощью дозирующего насоса и соответствующего резервуара для пластификатора.While reference has been made to a preferred process plasticizer delivery system that uses pre-packaged doses in the form of pierceable capsules, it will be appreciated that controlled doses of process plasticizer can be delivered in the conventional manner, with a metering pump and a suitable plasticizer reservoir.

Эти и другие варианты и/или модификации способа и устройства для отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D печати, могут быть осуществлены в пределах объема настоящего изобретения, как изложено в прилагаемой формуле изобретения.These and other variations and/or modifications to the method and apparatus for surface finishing of 3D printed plastic material parts may be made within the scope of the present invention as set forth in the appended claims.

Claims

1. Способ отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D-печати, отличающийся тем, что он включает следующие этапы:1. A method for surface finishing of parts made of plastic material and obtained using 3D printing, characterized in that it includes the following steps:

a) помещение по меньшей мере одной детали, которая нуждается в такой обработке, в герметично закрываемую камеру, оснащенную нагревательными элементами;a) placing at least one part that needs such treatment in a hermetically sealed chamber equipped with heating elements;

b) подачу регулируемого количества используемого в процессе жидкого пластификатора в указанную камеру;b) feeding a controlled amount of liquid plasticizer used in the process into said chamber;

c) после выполнения этапов a) и b) герметичное закрывание указанной камеры и активирование указанных нагревательных элементов для повышения температуры в указанной камере до рабочей температуры, которая ниже температуры кипения указанного используемого в процессе пластификатора, тем самым образующее смесь из воздуха и паров указанного используемого в процессе пластификатора в указанной камере;c) after performing steps a) and b) hermetically sealing said chamber and activating said heating elements to raise the temperature in said chamber to an operating temperature that is below the boiling point of said plasticizer used in the process, thereby forming a mixture of air and vapors of said plasticizer used in the process. the plasticizer process in said chamber;

d) поддерживание непрерывной циркуляции указанной смеси воздуха/паров в указанной камере, поскольку указанные нагревательные элементы активированы для равномерного поддержания температуры и концентрации паров используемого в процессе пластификатора в указанной камере и для обеспечения одновременного нагревания указанной детали, так что температура ее поверхности по существу равна температуре указанной смеси и на указанной поверхности не происходит конденсация паров используемого в процессе пластификатора;d) maintaining continuous circulation of said air/vapor mixture in said chamber as said heating elements are activated to uniformly maintain the temperature and vapor concentration of the process plasticizer in said chamber and to simultaneously heat said part such that its surface temperature is substantially equal to the temperature the specified mixture and on the specified surface does not condense the vapors of the plasticizer used in the process;

e) поддерживание указанной рабочей температуры указанной детали в течение предопределенного времени, достаточного для обеспечения непосредственного контакта между указанными парами используемого в процессе пластификатора и поверхностью указанной детали и впитывания указанных паров на желаемую глубину под поверхностью детали, при этом указанная рабочая температура не более чем на 10°C выше температуры стеклования смеси пластикового материала и впитанных паров используемого в процессе пластификатора;e) maintaining said operating temperature of said part for a predetermined time sufficient to ensure direct contact between said vapors of the plasticizer used in the process and the surface of said part and to absorb said vapors to the desired depth below the surface of the part, while said operating temperature is not more than 10 °C above the glass transition temperature of the mixture of plastic material and absorbed vapors of the plasticizer used in the process;

f) по истечении указанного предопределенного времени прекращение указанного нагревания и, не удаляя обработанную деталь из камеры, активирование циркуляции смеси воздуха/паров между камерой обработки и средством отделения пара, где большую часть паров используемого в процессе пластификатора, присутствующих в смеси воздуха/пара, отделяют путем конденсации, в то время как деталь в камере обработки охлаждается, высвобождая пары используемого в процессе пластификатора, а остаточную неконденсирующуюся часть используемого в процессе пластификатора удаляют путем фильтрации;f) after said predetermined time has elapsed, stopping said heating and, without removing the treated part from the chamber, activating the circulation of the air/vapor mixture between the treatment chamber and the steam separating means, where most of the vapors of the plasticizer used in the process present in the air/steam mixture are separated by condensation, while the part in the processing chamber is cooled, releasing the vapors of the plasticizer used in the process, and the residual non-condensing part of the plasticizer used in the process is removed by filtration;

g) удаление обработанной детали из указанной камеры.g) removal of the machined part from the specified chamber.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная рабочая температура не более чем на 5°C выше температуры стеклования указанной смеси пластикового материала и используемого в процессе пластификатора.2. Method according to claim 1, characterized in that said operating temperature is not more than 5°C higher than the glass transition temperature of said mixture of plastic material and plasticizer used in the process.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что деталь подвергают воздействию паров используемого в процессе пластификатора на время в диапазоне от 20 до 80 минут.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the part is exposed to the vapors of the plasticizer used in the process for a time in the range from 20 to 80 minutes.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что используемый в процессе пластификатор подают в виде упакованных доз с объемом, соответствующим объему камеры обработки, причем объем указанного используемого в процессе пластификатора находится в диапазоне от 2 до 10 мл на литр объема указанной камеры, предпочтительно от 2 до 5 мл.4. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the plasticizer used in the process is supplied in packaged doses with a volume corresponding to the volume of the processing chamber, and the volume of said plasticizer used in the process is in the range from 2 to 10 ml per liter of the volume of said chamber , preferably 2 to 5 ml.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после этапа отделения используемого в процессе пластификатора путем конденсации остаточную смесь воздуха/паров отфильтровывают в жидкости, способной впитывать или нейтрализовывать остаточный используемый в процессе пластификатор.5. A method according to any of the preceding claims, characterized in that, after the step of separating the plasticizer used in the process by condensation, the residual air/vapour mixture is filtered into a liquid capable of absorbing or neutralizing the residual plasticizer used in the process.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что инертный газ, смешанный с указанными парами используемого в процессе пластификатора, содержится в указанной камере.6. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the inert gas mixed with said vapors of the plasticizer used in the process is contained in said chamber.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что рабочее давление в указанной камере обработки составляет от 125 до 150 кПа.7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the operating pressure in said treatment chamber is between 125 and 150 kPa.

8. Способ по любому из пп. 1–6, отличающийся тем, что рабочее давление в указанной камере обработки ниже атмосферного давления.8. The method according to any one of paragraphs. 1–6, characterized in that the operating pressure in said processing chamber is below atmospheric pressure.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температуру в указанной камере обработки повышают выше рабочей температуры и затем дают ей снизиться до указанной рабочей температуры. 9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature in said treatment chamber is raised above the operating temperature and then allowed to decrease to said operating temperature.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная обрабатываемая деталь изготовлена из ABS и указанным используемым в процессе пластификатором является ацетон, при этом указанная рабочая температура составляет от 30 до 40°C.10. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that said workpiece is made of ABS and said plasticizer used in the process is acetone, said operating temperature being between 30 and 40°C.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что время обработки составляет от 30 до 50 минут.11. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the treatment time is from 30 to 50 minutes.

12. Устройство для отделки поверхности деталей, изготовленных из пластикового материала и полученных с помощью 3D-печати, содержащее:12. A device for finishing the surface of parts made of plastic material and obtained using 3D printing, containing:

камеру (11) для размещения в ней по меньшей мере одной детали, нуждающейся в такой обработке;a chamber (11) for accommodating at least one part in need of such processing;

средства (20, 22) подачи регулируемого количества используемого в процессе жидкого пластификатора в нижнюю часть указанной камеры;means (20, 22) for supplying a controlled amount of liquid plasticizer used in the process to the lower part of said chamber;

нагревательные элементы (15, 17), расположенные по меньшей мере в указанной нижней части указанной камеры, heating elements (15, 17) located at least in said lower part of said chamber,

отличающееся тем, чтоdifferent in that

указанная камера герметично закрывается, в результате чего при герметичном закрытии указанной камеры и активировании указанных нагревательных элементов образуется смесь воздуха и паров указанного используемого в процессе пластификатора, и температуру указанной смеси воздуха/паров повышают до рабочей температуры, которая ниже температуры кипения указанного используемого в процессе пластификатора;said chamber being hermetically sealed so that when said chamber is hermetically closed and said heating elements are activated, a mixture of air and vapors of said process plasticizer is formed, and the temperature of said air/vapor mixture is raised to an operating temperature that is below the boiling point of said process plasticizer ;

средство (18) поддержания равномерной циркуляции указанной смеси воздуха/паров в указанной камере (11) во время этапа нагревания и во время этапа поддерживания при указанной рабочей температуре в течение предопределенного времени, достаточного для обеспечения непосредственного контакта паров указанного пластификатора с поверхностью указанной детали и впитывания указанных паров на желаемую глубину под поверхностью изделия;means (18) for maintaining uniform circulation of said mixture of air/vapors in said chamber (11) during the heating stage and during the stage of maintaining at said operating temperature for a predetermined time sufficient to ensure direct contact of the vapors of said plasticizer with the surface of said part and absorption specified vapors to the desired depth below the surface of the product;

средство (24) отделения указанных паров используемого в процессе пластификатора от указанной смеси воздуха/паров, которое может сообщаться с указанной герметично закрываемой камерой по истечении указанного предопределенного времени воздействия.means (24) for separating said vapors of the plasticizer used in the process from said air/vapor mixture, which can communicate with said hermetically sealed chamber after said predetermined exposure time has elapsed.

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что указанные средства подачи регулируемого количества используемого в процессе пластификатора содержат кожух (20) для упакованной дозы указанного используемого в процессе пластификатора и канал (21) для обеспечения сообщения указанного кожуха (20) с указанной камерой (11).13. The device according to claim 12, characterized in that said means for supplying a controlled amount of plasticizer used in the process comprise a casing (20) for a packaged dose of said plasticizer used in the process and a channel (21) for ensuring communication of said casing (20) with said chamber (eleven).

14. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что указанная упакованная доза имеет форму прокалываемой капсулы (C), причем средство прокалывания указанной капсулы (48) расположено в нижней части указанного кожуха (20) для того, чтобы позволить ее содержимому вытекать в указанную камеру по указанному каналу (21).14. The device according to claim 12, characterized in that said packaged dose is in the form of a pierceable capsule (C), wherein the means for piercing said capsule (48) is located at the bottom of said casing (20) in order to allow its contents to flow into said camera on the specified channel (21).

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что средства (22) оптического обнаружения предусмотрены для обнаружения предопределенной идентифицирующей метки на указанной капсуле для того, чтобы обеспечить прокалывание капсулы.15. Device according to claim 14, characterized in that optical detection means (22) are provided for detecting a predetermined identifying mark on said capsule in order to allow the capsule to be pierced.

16. Устройство по любому из пп. 12–15, отличающееся тем, что в указанной камере (11) предоставлен вентилятор (18), приводимый в действие внешним устройством типа двигателя (19) для создания циркуляции смеси воздуха/пара и равномерного распределения указанной смеси в указанной камере.16. The device according to any one of paragraphs. 12-15, characterized in that in the specified chamber (11) a fan (18) is provided, driven by an external device such as an engine (19) to circulate the air / steam mixture and uniformly distribute the specified mixture in the specified chamber.

17. Устройство по любому из пп. 12–16, отличающееся тем, что указанное средство (24) отделения указанных паров используемого в процессе пластификатора от указанной смеси воздуха/пара содержит термоэлектрический конденсатор.17. The device according to any one of paragraphs. 12–16, characterized in that said means (24) for separating said vapors of the plasticizer used in the process from said air/steam mixture contains a thermoelectric capacitor.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что указанный термоэлектрический конденсатор относится к типу конденсаторов с элементами Пельтье, охлаждаемых охлаждающей текучей средой в замкнутом контуре.18. Apparatus according to claim 17, characterized in that said thermoelectric capacitor is of the Peltier type, cooled by a cooling fluid in a closed circuit.

19. Устройство по п. 17 или 18, отличающееся тем, что содержит корпус (27), имеющий герметично закрытую внутреннюю часть, содержащую ребра (28), имеющие тепловое соединение с горячей стороной указанных элементов Пельтье, причем указанная внутренняя часть выполнена с возможностью сообщения с указанной камерой (11) посредством насоса (25) для того, чтобы позволить указанной смеси воздуха/паров циркулировать во внутренней части указанного корпуса (27). 19. The device according to claim 17 or 18, characterized in that it contains a housing (27) having a hermetically sealed inner part containing ribs (28) having a thermal connection with the hot side of said Peltier elements, said inner part being able to communicate with said chamber (11) by means of a pump (25) in order to allow said air/vapour mixture to circulate in the interior of said housing (27).

20. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что указанный конденсатор (70) представляет собой конденсатор (72) с элементами Пельтье, и который непосредственно сообщается с указанной камерой (11) посредством отверстий (73, 74), образованных на одной из его сторон внутри указанной камеры, причем противоположная сторона контактирует с холодной стороной элементов (72) Пельтье, при этом средство (78) обеспечения циркуляции указанной смеси воздуха/пара в указанном конденсаторе расположено в одном из указанных отверстий (73), а горячая сторона элементов Пельтье контактирует со средством (71) теплообмена для отвода производимого тепла.20. Device according to claim 17, characterized in that said capacitor (70) is a capacitor (72) with Peltier elements and which communicates directly with said chamber (11) through holes (73, 74) formed on one of its sides inside the specified chamber, and the opposite side is in contact with the cold side of the Peltier elements (72), while the means (78) for ensuring the circulation of the specified air/steam mixture in the specified condenser is located in one of the specified holes (73), and the hot side of the Peltier elements is in contact with heat exchange means (71) for removing the produced heat.

21. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что указанное средство (78) обеспечения циркуляции указанной смеси воздуха/пара в указанном конденсаторе также служит в качестве средства обеспечения циркуляции смеси воздуха/пара в указанной камере (11), когда указанный конденсатор не работает, во время этапа нагревания используемого в процессе пластификатора и во время этапа поддерживания неизменной указанной рабочей температуры, когда деталь подвергают воздействию паров используемого в процессе пластификатора.21. Apparatus according to claim 20, characterized in that said means (78) for circulating said air/steam mixture in said condenser also serves as means for circulating the air/steam mixture in said chamber (11) when said condenser is not in operation. , during the stage of heating the plasticizer used in the process and during the stage of maintaining a constant specified operating temperature, when the part is exposed to vapors of the plasticizer used in the process.

22. Устройство по любому из пп. 12–21, отличающееся тем, что дополнительные нагревательные элементы (17) расположены на боковых стенках указанной камеры (11).22. The device according to any one of paragraphs. 12–21, characterized in that the additional heating elements (17) are located on the side walls of said chamber (11).

23. Устройство по любому из пп. 12–22, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство (39) фильтрации, выполненное с возможностью сообщения с указанной камерой после обработки смеси воздуха/паров в указанном средстве (24) отделения.23. The device according to any one of paragraphs. 12-22, characterized in that it additionally contains a filtration means (39) configured to communicate with the said chamber after the air/vapor mixture has been processed in the said separation means (24).

24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что указанное средство фильтрации содержит барботажное устройство (40), погруженное в жидкость, способную впитывать или нейтрализовывать остаточный используемый в процессе пластификатор, содержащийся в указанной смеси воздуха/паров после обработки в указанном средстве (24) отделения.24. The device according to claim 23, characterized in that said filtration means comprises a bubbling device (40) immersed in a liquid capable of absorbing or neutralizing the residual plasticizer used in the process contained in said air/vapour mixture after treatment in said means (24 ) branches.

25. Устройство по любому из пп. 12–24, отличающееся тем, что дополнительно содержит установленное снаружи средство (16) охлаждения для охлаждения указанной камеры (11).25. The device according to any one of paragraphs. 12-24, characterized in that it additionally contains a cooling means (16) installed outside for cooling said chamber (11).

26. Устройство по любому из пп. 12–25, отличающееся тем, что указанная камера имеет форму резервуара (11), расположенного внутри внешнего кожуха (10), содержащего и поддерживающего указанный резервуар, причем указанный резервуар может герметично закрываться крышкой (12), при этом в указанном внешнем кожухе (10) расположен изолирующий внутренний кожух (54), ограничивающий зазор (55) с указанным резервуаром (11), причем указанные средства (20, 22) подачи регулируемого количества указанного используемого в процессе пластификатора в указанные средства (24, 70) отделения указанной смеси воздуха/паров расположены в указанном внешнем кожухе (10).26. The device according to any one of paragraphs. 12–25, characterized in that said chamber has the form of a reservoir (11) located inside an outer casing (10) containing and supporting said reservoir, wherein said reservoir can be hermetically closed by a lid (12), while in said outer casing (10 ) an insulating inner casing (54) is located, limiting the gap (55) with the specified reservoir (11), and the specified means (20, 22) for supplying a controlled amount of the specified plasticizer used in the process to the specified means (24, 70) for separating the specified air mixture / vapors are located in the specified outer casing (10).

27. Устройство по любому из пп. 12–26, отличающееся тем, что дополнительно содержит микропроцессор (53) для управления работой устройства.27. The device according to any one of paragraphs. 12-26, characterized in that it additionally contains a microprocessor (53) to control the operation of the device.