Система принтеров аддитивного синтеза для печати изделия и способ печати - RU2015151458A
Код документа: RU2015151458A
Формула
1. Система принтера аддитивного синтеза для печати изделия с использованием множества материалов в процессе, задаваемом набором указаний, причем каждый материал содержится в соответствующей капсуле и имеет множество характеристик и реологических свойств, которые определяют, как система принтера работает с материалом, и система принтера содержит:
множество держателей капсул, каждый из которых сконфигурирован для введения в него капсулы, содержащей материал, с возможностью ее извлечения, причем капсула, содержащая материал, имеет вделанную в нее идентификационную этикетку, на которой записан уникальный код, связанный с данными, записанными в другом месте;
хранилище, содержащее множество док-станций для удерживания держателей капсул с возможностью их освобождения, датчик определения занятости док-станции одним из держателей капсул и считыватель для считывания кода с идентификационной этикетки, вделанной в капсулу держателя, находящегося в док-станции;
экструдер, перемещаемый в различные положения, определяемые координатами в плоскости X-Y, включая положения напротив каждой док-станции;
механизм смены держателей с капсулами, состоящий из первой части, расположенной в экструдере, и второй части, расположенной в каждой док-станции, причем первая и вторая части сконфигурированы для взаимодействия друг с другом для осуществления передачи держателя с находящейся в нем капсулой между док-станцией и экструдером;
исполнительный орган в экструдере для осуществления экструзии материала из капсулы, вставленной в держатель, удерживаемый экструдером;
контроллер для управления перемещениями и работой экструдера;
процессор для обеспечения контроллера координатами положения для перемещения экструдера, командами по управлению механизмом смены держателей с капсулами для осуществления передачи держателей капсул между второй частью механизма, расположенной в док-станциях, и первой частью механизма, расположенной в экструдере, и по управлению работой исполнительного органа; и
запоминающее устройство для приема и хранения кода, считанного считывателем идентификационных этикеток, вделанных в каждую капсулу, хранения данных, связанных с каждым кодом, и хранения данных, собранных контроллером, и характеристик, связанных с каждым материалом.
2. Система принтера по п. 1, в которой:
каждая капсула, содержащая материал, характеризуется известным графиком изменения температуры;
каждый держатель капсулы, содержит систему нагрева капсулы, обеспечивающую передачу информации о температуре в процессор, и регулирующую температуру материала, содержащегося в капсуле, вставленной в держатель капсулы, причем система нагрева капсулы характеризуется известным графиком изменения температуры;
каждая система нагрева капсулы содержит соединитель для разъемного соединения системы нагрева с экструдером, когда держатель капсулы находится в экструдере, и для разъемного соединения системы нагрева с одной из док-станций, когда держатель капсулы находится в этой док-станции;
процессор обеспечивает контроллер командами для осуществления оптимального процесса нагрева материала, находящегося в каждой капсуле, когда она находится вместе с держателем в хранилище или в экструдере, причем процесс нагрева включает управление системой нагрева капсулы каждого держателя через его соединитель в соответствии с составом и известным графиком нагрева капсулы, вставленной в держатель, и температура материала в каждой капсуле определяется в соответствии с информацией по температуре, передаваемой системой нагрева капсулы каждого держателя, а также с характеристиками и свойствами материала в капсуле и вышеупомянутыми указаниями; и
управление системой нагрева капсулы каждого держателя осуществляется процессором для достижения устойчивой заданной температуры в каждой капсуле.
3. Система принтера по п. 2, в которой каждая система нагрева капсулы содержит преобразователь для преобразования некоторой формы энергии в тепловую энергию, теплопроводный слой, нанесенный для передачи тепловой энергии капсуле, вставленной в держатель, термоизоляционный слой, нанесенный для предотвращения утечки тепловой энергии из держателя капсулы, термодатчик для передачи в процессор информации о температуре, по которой может быть определена температура материала, содержащегося в капсуле, и соединитель обеспечивает разъемное соединение термодатчика и преобразователя с экструдером, когда держатель капсулы удерживается в экструдере, и для разъемного соединения термодатчика и преобразователя с одной из док-станций, когда держатель капсулы находится в док-станции.
4. Система принтера по п. 3, в которой термодатчик измеряет температуру держателя капсулы.
5. Способ печати изделия с использованием системы принтера аддитивного синтеза по п. 2, включающий:
запись информации, относящейся к печати изделия, в запоминающем устройстве данных в соответствии с набором указаний относительно изделия, которое должно быть напечатано;
использование процессора для идентификации материала, содержащегося в каждой капсуле, для связывания каждой капсулы с соответствующей док-станцией и определения наличия в док-станциях всех материалов, необходимых для печати изделия;
использование процессора для передачи команд в контроллер для осуществления нагрева каждой капсулы, которая должна использоваться для печати изделия, в соответствии с оптимальным процессом нагрева для материала в каждой капсуле; и
передачу команд из процессора в контроллер для загрузки капсул вместе с их держателями из хранилища в экструдер и выгрузки капсул вместе с их держателями в хранилище с использование механизма смены держателей с капсулами и управления исполнительным органом экструдера для подачи материалов из капсул в порядке, задаваемом набором указаний;
причем оптимальный процесс нагрева материала, находящегося в каждой капсуле, осуществляется, когда капсула находится вместе с держателем в хранилище или в экструдере, причем процесс нагрева включает управление системой нагрева капсулы каждого держателя через его соединитель в соответствии с составом и известным графиком нагрева капсулы, вставленной в держатель, и температура материала в каждой капсуле определяется в соответствии с информацией по температуре, передаваемой системой нагрева каждого держателя капсулы, а также с характеристиками и свойствами материала в каждой капсуле и вышеупомянутыми указаниями.
6. Способ по п. 5, в котором одна из характеристик каждого материала представляет собой график его нагрева, и оптимальный процесс нагрева обеспечивает достижение устойчивой заданной температуры в каждой капсуле посредством управления процессором системой нагрева в каждом держателе капсулы с использованием пропорционально-интегрально-дифференциального алгоритма, который определяет наклон графика нагрева материала в каждой капсуле.
7. Способ по п. 5, включающий также использование процессора для проверки завершения печати продукта каждый раз, когда механизм смены держателей с капсулами заканчивает выгрузку держателя вместе с капсулой в соответствующую док-станцию, с которой связан держатель капсулы.
8. Способ по п. 5, который включает также:
использование системы нагрева капсулы для измерения температуры держателя капсулы;
передачу температуры держателя капсулы, измеренной системой нагрева капсулы, в процессор; и
использование процессора для определения температуры материала в капсуле по температуре держателя капсулы, измеренной системой нагрева капсулы.
9. Способ по п. 5, включающий также использование процессора для определения того, что температура используемой капсулы, находящейся в экструдере, достигла требуемой температуры печати, на основе информации, полученной процессором из запоминающего устройства данных, и если температура капсулы не достигла требуемой температуры печати, то использование системы нагрева капсулы для повышения температуры капсулы до требуемой температуры печати.
10. Способ по п. 5, включающий также использование процессора для определения того, что температура используемой капсулы, находящейся в док-станции, достигла требуемой температуры док-станции, на основе информации, полученной процессором из запоминающего устройства данных, и если температура капсулы не достигла требуемой температуры док-станции, то использование системы нагрева капсулы для повышения температуры капсулы до требуемой температуры док-станции.
11. Способ по п. 5, в котором при передаче команд из процессора в контроллер, процессор определяет скорость экструзии и подачу исполнительного органа экструдера с использованием в качестве входной информации характеристик печатаемого изделия и множителя экструзии для линейного изменения скорости экструзии в течение процесса печати в соответствии со свойствами каждого материала, включая вязкость, и/или плотность, и/или комковатость.
