Устройство для производства, использующее щелевую экструзионную головку, и способ изготовления - RU2019100316A
Код документа: RU2019100316A
Формула
1. Устройство аддитивного производства, причем устройство, содержит:
опорную поверхность;
щелевую экструзионную головку, имеющую внутреннюю полость, сообщающуюся со щелью, образованной на нижней поверхности щелевой экструзионной головки;
каретку, поддерживающую щелевую экструзионную головку, и выполненную с возможностью обеспечения перемещения щелевой экструзионной головки по и выше опорной поверхности в направлении перемещения;
приводной механизм, выполненный с возможностью приведения в движение каретки в направлении перемещения;
проекционный блок для выборочного проецирования излучения в область изготовления между опорной поверхностью и щелевой экструзионной головкой; и
контроллер, выполненный с возможностью управления, по меньшей мере, приводным механизмом,
причем щелевая экструзионная головка и опорная поверхность выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга в направлении разделения между щелевой экструзионной головкой и опорной поверхностью.
2. Устройство по п. 1, в котором щелевая экструзионная головка снабжена нагревательным блоком для нагрева, по меньшей мере, части щелевой экструзионной головки, которая образует щель.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором щель образована двумя половинами щели, и щелевая экструзионная головка снабжена вибратором для вибрации краев щели относительно друг друга.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором устройство снабжено охлаждающим блоком для отвода тепла из области изготовления.
5. Устройство по п. 4, в котором охлаждающий блок содержит, по меньшей мере, один порт подачи газа, который выполнен с возможностью соединения с источником газа, и выполнен с возможностью выдувания газа по направлению к области изготовления.
6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором щель ориентирована в направлении ориентации щели, и направление перемещения перпендикулярно направлению ориентации щели.
7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором направление разделения перпендикулярно как направлению ориентации щели, так и направлению перемещения.
8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором опорная поверхность плоская и образует плоскость, перпендикулярную направлению разделения.
9. Устройство по п. 8, в котором плоскость параллельна направлению ориентации щели и направлению перемещения.
10. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство содержит насос, который выполнен с возможностью соединения с резервуаром строительного материала, а щелевая экструзионная головка имеет впускной канал, соединенный с насосом.
11. Устройство по п. 10, в котором контроллер выполнен с возможностью управления насосом, чтобы экструдировать строительный материал с заданной скоростью.
12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором контроллер выполнен с возможностью управления объемной скоростью экструзии и скоростью перемещения каретки так, чтобы они были пропорциональны друг другу.
13. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором контроллер выполнен с возможностью управления линейной скоростью экструзии и скоростью перемещения каретки так, чтобы они были равными друг другу.
14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором проекционный блок содержит источник излучения для генерации пучка излучения, блок формирования рисунка, облучаемый пучком излучения для формирования рисунка пучка излучения, и проекционную оптику для проецирования изображения рисунка на плоскость, образуемую между опорной поверхностью и щелевой экструзионной головкой, для избирательного воздействия излучения на плоскость.
15. Устройство по п. 14, в котором блок формирования рисунка представляет собой пространственный модулятор света.
16. Устройство по п. 15, в котором блок формирования рисунка представляет собой цифровой светопроцессор.
17. Устройство по любому из пп. 1-13, в котором проекционный блок содержит источник излучения для генерации пучка излучения, а сканирующая оптика для сканирования пучком излучения по плоскости, образованной между опорной поверхностью и щелевой экструзионной головкой, для избирательного воздействия излучения на плоскость.
18. Устройство по п. 17, в котором пучок излучения представляет собой пучок прерывистого излучения и сканирование выполняется с возможностью избирательно воздействовать излучением на плоскость в виде растрового изображения.
19. Устройство по п. 17, в котором сканирование выполняется с возможностью избирательно воздействовать излучением на плоскость в виде векторного изображения.
20. Устройство по любому из пп. 17-19, в котором пучок излучения является электронным пучком.
21. Устройство по любому из пп. 1-19, в котором излучение является ультрафиолетовым светом или видимым светом.
22. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство содержит углубление и механизм подъемника, и опорная поверхность выполнена с возможностью перемещения в направлении разделения в углубление с помощью механизма подъемника.
23. Устройство по п. 22, в котором углубление имеет внутреннюю стенку, и опорная поверхность снабжена уплотнением с кромкой для обеспечения возможности плотного прижатия к внутренней стенке.
24. Устройство по п. 22 или 23, в котором верхняя часть углубления окружена наклонной поверхностью, которая наклонена вниз от верхней части углубления.
25. Устройство по любому из пп. 22-24, в котором углубление снабжено одним или несколькими охлаждающими элементами для охлаждения стенок углубления.
26. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором опорная поверхность снабжена одним или несколькими охлаждающими элементами для отвода тепла от опорной поверхности.
27. Устройство по п. 26, в котором один или несколько охлаждающих элементов содержат каналы, выполненные с возможностью подсоединения к источнику охлаждающего средства и выполненные с возможностью переноса охлаждающего средства.
28. Устройство по любому из пп. 26 или 27, в котором один или несколько охлаждающих элементов содержат термоэлектрический охладитель.
29. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором углубление имеет постоянное поперечное сечение, а опорная поверхность имеет форму, соответствующую поперечному сечению углубления.
30. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором углубление имеет прямоугольное поперечное сечение.
31. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором блок управления выполнен с возможностью управления проекционным блоком в соответствии с приводным механизмом для проецирования серии различных фрагментов изображения в разное время по опорной поверхности, причем каждый фрагмент изображения перекрывается одним или несколькими другими фрагментами изображения.
32. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором блок управления выполнен с возможностью управления проекционным блоком так, что каждый фрагмент изображения содержит изолированные пиксели и так, что изолированные пиксели сопрягаются с другими фрагментами изображения из множества фрагментов изображения, когда фрагменты изображения перекрываются.
33. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором блок управления выполнен с возможностью управления проекционным блоком, каждый из фрагментов изображения содержит рисунок, который объединяет в себе один или несколько рисунков остатка множества изображений для формирования равномерно облучаемой области.
34. Устройство по п.33, в котором рисунок является псевдослучайным рисунком.
35. Устройство по п.33, в котором рисунок является рисунком шахматной доски.
36. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором строительный материал представляет собой суспензию материала в виде частиц в радиационно-отверждаемой жидкой среде.
37. Устройство по п. 36, в котором жидкая среда является полимеризуемой.
38. Устройство по п. 36 или 37, в котором материал в виде частиц является керамикой, по выбору нитридной, оксидной или карбидной керамикой.
39. Устройство по п. 36 или 37, в котором материал в виде частиц представляет собой металлический порошок.
40. Устройство по любому из предыдущих пп. 36-39, в котором материал в виде частиц имеет средний диаметр менее 5 микрон, необязательно менее 2 микрон.
41. Устройство по любому из предыдущих пп. 36-40, в котором радиационно-отверждаемая жидкая среда выполнена с возможностью отверждения ультрафиолетовым излучением или отверждения видимым светом.
42. Устройство по любому из предыдущих пп. 36-40, в котором радиационно-отверждаемая жидкая среда выполнена с возможностью отверждения электронным пучком.
43. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором проекционный блок выполнен с возможностью проецирования изображений с разрешением более высоким, чем 10 микрон.
44. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором проекционный блок поддерживается дополнительной кареткой, причем дополнительная каретка выполнена с возможностью перемещения положения проекционного блока по и выше опорной поверхности в направлении перемещения и в поперечном направлении, которое перпендикулярно направлению перемещения, и устройство содержит дополнительный приводной механизм, выполненный с возможностью управления перемещением дополнительной каретки в направлении перемещения и в поперечном направлении.
45. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее газовый колпак для подачи газа в область проецирования проекционного блока.
46. Устройство по п. 45, в котором газовый колпак подвешен к проекционному блоку.
47. Устройство по п. 45 или 46, в котором газовый колпак выполнен с возможностью втягивания в сторону, противоположную опорной поверхности.
48. Устройство по любому из пп. 45-47, в котором газовый колпак выполнен с возможностью, по существу, охватывания, по меньшей мере, части излучения, испускаемого из проекционного блока.
49. Устройство по любому из пп. 45-48, в котором газовый колпак имеет нижнее отверстие, выполненное обращенным к области проецирования.
50. Устройство по любому из пп. 45-49, в котором газовый колпак имеет верхнее отверстие для пропускания излучения, испускаемого из проекционного блока.
51. Устройство по п. 50, в котором верхнее отверстие снабжено проницаемой для излучения пластиной.
52. Устройство по любому из пп. 45-49, в котором верхняя часть газового колпака является проницаемой для излучения для пропускания излучения, испускаемого из проекционного блока.
53. Устройство по любому из пп. 45-52, в котором газовый колпак выполнен с возможностью подачи инертного газа.
54. Устройство по любому из пп. 45-53, в котором газовый колпак выполнен с возможностью подачи охлаждающего газа.
55. Способ формирования объекта из последовательно осажденных слоев строительного материала, причем способ, содержит повторяемые операции:
экструзии радиационно-отверждаемого строительного материала над опорной поверхностью с помощью щелевой экструзионной головки во время относительного перемещения щелевой экструзионной головки выше и по опорной поверхности в направлении перемещения для осаждения слоя экструдированного строительного материала над опорной поверхностью;
выборочного проецирования излучения в область изготовления между опорной поверхностью и щелевой экструзионной головкой, тем самым отверждая части экструдированного строительного материала для выделения области экструдированного слоя, образующего часть объекта; и
относительного перемещения щелевой экструзионной головки и опорной поверхности в направлении разделения между щелевой экструзионной головкой и опорной поверхностью.
56. Способ по п. 55, в котором строительный материал представляет собой суспензию материала в виде частиц в радиационно-отверждаемой жидкой среде.
57. Способ по п. 56, в котором материал в виде частиц представляет собой керамический или металлический порошок.
58. Способ по п. 56 или 57, в котором жидкая среда отверждается излучением с образованием полимера.
59. Способ по любому из пп. 56-58, в котором материал в виде частиц имеет средний диаметр менее 5 микрон, по выбору менее 2 микрон.
60. Способ по любому из пп. 55-59, в котором излучение является ультрафиолетовым светом, видимым светом или электронно-лучевым излучением.
