WO2024107163A1 - Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a continuous-belt carrier and a complete post-processing cycle and device for carrying out said method - Google Patents

Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a continuous-belt carrier and a complete post-processing cycle and device for carrying out said method Download PDF

Info

Publication number
WO2024107163A1
WO2024107163A1 PCT/UA2022/000067 UA2022000067W WO2024107163A1 WO 2024107163 A1 WO2024107163 A1 WO 2024107163A1 UA 2022000067 W UA2022000067 W UA 2022000067W WO 2024107163 A1 WO2024107163 A1 WO 2024107163A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
products
actinic radiation
photopolymer
continuous
product
Prior art date
Application number
PCT/UA2022/000067
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Олег Юрьевич ХАЛИП
Original Assignee
Олег Юрьевич ХАЛИП
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Юрьевич ХАЛИП filed Critical Олег Юрьевич ХАЛИП
Priority to PCT/UA2022/000067 priority Critical patent/WO2024107163A1/en
Publication of WO2024107163A1 publication Critical patent/WO2024107163A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C31/00—Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/171—Processes of additive manufacturing specially adapted for manufacturing multiple 3D objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/379—Handling of additively manufactured objects, e.g. using robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Definitions

  • the invention relates to the field of production of products from photopolymers using a three-dimensional printing method, namely, the invention is a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle, as well as a device for its implementation.
  • the method and device described and disclosed below are united by a single creative concept in such a way that the production method can be implemented using the design of the device, and the device is intended to implement a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and with a full post-processing cycle .
  • the product is moved orthogonally to the construction plane with reciprocating motion and breaks in exposure, or the product is moved continuously in one direction with continuous exposure.
  • the preparation of a printing project is carried out using specialized software, using digital models of products - virtual models and supporting elements of the product are placed on the construction platform. Typically, this operation is partially automated, but, as a rule, requires the participation of an operator.
  • Installation of the carrier platform into the ZO printer is performed manually or using robotic devices.
  • Positioning of the carrier platform is performed as part of the calibration process of the 3D printer manually or using automatic systems and software included in the 3D printer.
  • the construction of the product is carried out automatically using a 3D printer.
  • Separation of products from the supporting platform is usually carried out with the platform disconnected from the 3D printer using mechanical devices and tools.
  • products are separated from the platform directly in the ZO printer using special devices and tools.
  • the separation of products from the platform is automated using robotic manipulators.
  • Cleaning the product from remnants of uncured photopolymer is carried out in a separate washing device using a solvent and/or detergent containing a surfactant. Centrifuges are also used to remove uncured photopolymer from the surface of products.
  • Products are dried, for example, by blowing warm air.
  • Products cleared of photopolymer residues are irradiated with actinic radiation and/or heated for final polymerization in appropriate post-processing devices - irradiation chambers and thermal furnaces.
  • Sorting of products is carried out manually or using automatic devices that read marking codes applied to products during the production process.
  • the disadvantage of this method is its insufficient productivity. This is explained as follows: after building a limited number of products fixed on the platform of the device, the printing process is stopped, the platform with the products is removed, and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating, using a separate device for each operation.
  • a known technical solution is described in a method for manufacturing an entire three-dimensional object from layers of a photoformable composition (US patent for invention No. US5122441 A, IPC B29C35/08; B29C67/00; B29K105/24; G03C9/08, published 06/16/1992 [2]) .
  • a product mounted on a moving platform is formed from a liquid photopolymer upon exposure to actinic radiation on the surface of a photopolymer limited by an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation; after exposure, the specified window makes a sliding movement, the product fixed on the platform is moved to the thickness of the layer and repeat the cycle. Thanks to the oxygen-inhibited layer of photopolymer, which remains liquid, the degree of adhesion of the product to the window is reduced.
  • the disadvantage of this method is its insufficient productivity. This is explained as follows: after building a limited number of products mounted on the device platform, the printing process is stopped, the platform with the products is removed and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using for each from operations a separate device.
  • a product mounted on a platform moving inside a container with a photopolymer is formed from a liquid layer of photopolymer at the boundary of the inhibited layer upon exposure to actinic radiation of the first source in the form of a continuous sequence of sections on the surface of the photopolymer, while inhibition of the boundary layer is ensured by exposure to radiation from the second source of actinic radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source that activates the photoinhibitor included in the specified polymer; during the construction process, the platform on which the product is fixed moves in the direction from the window. Thanks to the oxygen-inhibited photopolymer layer, which remains liquid, the sticking of the product to the window is reduced. The disadvantage of this method is insufficient productivity.
  • Solid Imaging System Using Photocuring Inhibition describes a method for overcoming the adhesion of a product to a separating surface (transparent window) when constructing free-form products (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 17.08 .1993 [4]).
  • the cross-section is exposed by a laser scanning device with one wavelength, and the activation of the photoinhibitor included in the photoplymer is carried out by a source of actinic radiation with a different wavelength.
  • the product being formed is fixed on a platform that is moved away from the window after each layer is formed. Thanks to the inhibited layer of photopolymer, which remains liquid, the sticking of the product to the window is reduced.
  • the disadvantage of this method is low productivity. This is explained as follows: after building a limited number of products fixed on the platform of the device, the printing process is stopped, the platform with the products is removed, and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using each operation has a separate device.
  • a method for producing a film from a photopolymer is also known, described in the same invention “Solid imaging system using photocuring inhibition” (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 08.17.1993 [4]).
  • This patent describes a technological process in which a film is made by exposing a photopolymer to actinic radiation, causing its polymerization. Exposure is carried out through a window in the container while simultaneously exposing the same area to radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source to activate the photoinhibitor included in the specified polymer and create a layer of liquid photopolymer along the interface between the window and formed by film. The finished, continuously produced film is continuously removed from the forming area.
  • the disadvantage of this method is the impossibility of producing three-dimensional free-form products using this continuous method. This is explained by the following: the film in the exposure area is always moved parallel to the surface of the window, and also the method does not implement the function of spatial modulation of the source of actinic radiation, which does not allow the quick, high-quality and efficient production of three-dimensional “free-form” products.
  • the concept of “free form” in this context implies products with a complex spatial geometric configuration, asymmetrical, having a large amount of detail, and the like.
  • the formation of the specified sheet of photopolymer on the surface of an optically transparent window in a building container with photopolymer is carried out in accordance with the traditional scheme for photopolymer three-dimensional printing - with a bottom-up movement and orthogonal orientation of the exposed section relative to the direction of movement of the product. Reducing the degree of adhesion of the formed product to the surface of the transparent window of the construction container is ensured by oxygen inhibition of the boundary layer of the photopolymer.
  • the produced sheet material is perforated for cutting finished products, such as shoe soles.
  • the method also involves selective sintering of dispersed material.
  • the disadvantage of this method is that selective application of a binder or selective sintering of dispersed material is carried out sequentially for each elementary section of the layer; in addition, each layer of dispersed material is applied in a separate operation, stopping the process of spraying the binder due to which the rate of formation of products is extremely low.
  • this method does not allow the construction of products using photolithography from a liquid photopolymer composition.
  • the disadvantage of this method is that the selective application of the binder is carried out sequentially for each elementary section of the layer; in addition, each layer of dispersed material is applied, implementing a separate operation, and stopping the process of spraying the binder, and therefore the rate of formation of products is extremely low.
  • This method does not allow implement the construction of products using the photolithography method from a liquid photopolymer composition.
  • the closest to the claimed method is the technological process - a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer cured by actinic radiation, described in the patent “Device for forming a solid body and methods for its use (Imager Assembly and Method for Solid Imaging, CHIA application No. US20080169586A1, IPC B29C35/08; G06K9/36, published 07.17.2008 [10]).
  • This method involves exposing a cross-section of the product being formed to actinic radiation directed at the surface of a liquid photopolymer, limited by a window of the construction tank transparent to such radiation, which forms the construction plane, curing the liquid photopolymer within the exposed cross-section of the product being formed, moving the product being formed, mounted on a movable support surface, in the direction from the transparent window, changing the section projection and cyclically repeating the indicated actions.
  • a photopolymer composition is placed on a transparent window of the construction platform, a source of actinic radiation is used to expose sections of the product being formed with reciprocating movements of the lift platform orthogonal to the construction plane, on which a section of a continuous tape is fixed by means of vacuum suction, and a product is formed, fixed to the surface of the specified tapes.
  • the tape is rewound one step, and the cycle is repeated to form the next product; upon reaching the receiving roller, the products are separated from the continuous belt and placed in a receiving container.
  • the disadvantages of this method are insufficient productivity and insufficient efficiency. This is explained as follows: the products are formed one by one using an orthogonal projection of the sections, performing for each formed layer of the product the lifting platform is raised and lowered with breaks in exposure for the duration of the indicated movements. Interruptions in exposure significantly reduce production speed and reduce overall productivity. And while the continuous belt is being rewinded to transport products, the construction process is stopped completely. Stopping the build completely also significantly reduces production speed and significantly reduces productivity overall. Also, the known device is not implements post-processing functions of finished products. Thus, this device does not allow increasing the speed of production of products, does not improve the quality of manufactured products, and also this device has limited functionality.
  • a device for the manufacture of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer cured by actinic radiation, described in a method of continuous liquid interfacial printing (US patent for invention No. US9205601B2, IPC B29S67/00; B29SZZ/58; B29SZZ/62; G03F7/00, published 08.12 .2015 [1]), which contains: a building container for placing a photopolymer with an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation with spatial modulation intended for exposing sections of the product being formed to the surface of the photopolymer, a mechanism for moving the product being formed with a movable platform.
  • a product fixed on a moving platform is formed from a liquid layer of photopolymer at the boundary of a layer inhibited by oxygen during exposure to actinic radiation in the form of a continuous sequence of sections on the surface of a photopolymer limited by an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation during unidirectional movement of the platform with the fixed product from the specified window.
  • This device reduces the degree of adhesion of the product to the window due to the inhibited layer of photopolymer, which remains liquid.
  • the construction platform provides for the placement of a limited number of products; After constructing the products, the printing process is stopped, the platform with the products is removed and the operations of separating the products from the platform are performed, cleaning the products from photopolymer residues, and finishing polymerization is carried out by irradiation with actinic radiation and/or heating, using a separate device for each of these operations.
  • a known device is described in “Method of manufacturing an entire three-dimensional object from layers of a photoformatable composition (US patent for invention No. US5122441A, IPC B29C35/08; ⁇ 29 ⁇ 67/00; V29K105/24; (IPC1-7): G03C9/08, publ. 06.16.1992 [8]), containing a building container for placing a photopolymer, with an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation and equipped with a drive for its lateral movement, a source of actinic radiation with spatial modulation.
  • This device reduces the adhesion of the product to the transparent window, thanks to the oxygen-inhibited layer of photopolymer, which remains liquid - this increases the construction speed.
  • the disadvantage of this device is insufficient performance. This is explained as follows: the construction platform provides for the placement of a limited number of products, and, accordingly, during the operation of the device, it is necessary to interrupt the production process to remove products from the platform. And to clean products from photopolymer residues and final polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating, it is necessary to use separate devices.
  • a device is known, described in the technical solution “Hardware configurations for multi-wave stereolithography” (US patent for invention No. US10935891B2, IPC B29C64/129; B29C64/268; B29C64/282; B29C64/393; G03F7/00; G03F7/20; B33Y10/00; B33Y30/00; B33Y50/02, published 03/02/2021 [3]), which is applicable for the manufacture of products by three-dimensional printing from liquid photopolymer cured by actinic radiation.
  • Such a device contains: a building capacity for placing a photopolymer with a window transparent to actinic radiation, a first source of actinic radiation with spatial modulation intended for exposing sections of the product being formed to the surface of the photopolymer, a second unmodulated source of actinic radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source, mechanism for moving the formed product with a movable platform.
  • a product mounted on a platform moving inside a container with a photopolymer is formed from a liquid layer of photopolymer at the boundary of the inhibited layer upon exposure to actinic radiation in the form of a continuous sequence of sections on the surface of the photopolymer, while inhibition of the boundary layer is ensured by exposure to radiation from a second source of actinic radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source that activates the photoinhibitor included in the composition of the specified polymer.
  • the platform on which the product is fixed moves away from the window. The use of this device makes it possible to reduce the sticking of the product to the window, which increases the speed of construction.
  • the construction platform provides for the placement of a limited number of products, after their construction the printing process is stopped, the platform with the products is removed, and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using each operation has a separate device.
  • Solid imaging system using inhibition of photocuring (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 08/17/1993 [4]) describes a device that ensures overcoming the sticking of a product to a separating surface (transparent window ) when constructing free-form products.
  • the cross-section is exposed by a laser scanning device with one wavelength, and the activation of the photoinhibitor included in the photoplymer is carried out by a source of actinic radiation with a different wavelength.
  • the product being formed is fixed on a platform that is moved away from the window after each layer is formed.
  • the construction platform provides for the placement of a limited number of products, after their construction the printing process is stopped, the platform with the products is removed and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using for each from operations a separate device.
  • Solid imaging system using inhibition of photocuring (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 08/17/1993 [4]) describes a device for making a film from a photopolymer.
  • the photopolymer is exposed to actinic radiation from the first source through a window in the container, causing its polymerization, and at the same time the same area is exposed to radiation from the second source, which has a wavelength different from the wavelength of the first source.
  • Radiation from the second source activates a photoinhibitor included in the composition of the specified polymer, which ensures the presence of a layer of liquid photopolymer along the interface between the window in the container and the film being formed.
  • the finished, continuously produced film is removed from the formation area, during construction, making a sliding movement along the surface of the window in a container with photopolymer.
  • the disadvantage of this device is the impossibility of continuous production of three-dimensional free-form products. This is explained as follows: the design of the device ensures the production of only a two-dimensional product, the shape of which is specified and limited by the design of the device. The movement of the formed film is carried out exclusively along the surface of the window, and the source of actinic radiation does not implement the function of spatial modulation.
  • a device for three-dimensional production of continuous sheets of material is known, which is described in the technical solution “Method and device for three-dimensional production of continuous sheets of material” (US application No. US2018001552A1, IPC B29C64/124; B29C64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, publ. 01/04/2018 [5]).
  • the device contains a container for photopolymer with a window transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation with spatial modulation, and a mechanism with drive rollers that transports a continuous sheet formed by photolithography.
  • the window is made permeable to oxygen.
  • the formation of an optically transparent window from a photopolymer on the surface in a container with a photopolymer is carried out in accordance with the traditional scheme for photopolymer three-dimensional printing when moving from bottom to top and orthogonal orientation of the exposed section relative to the direction of movement of the product.
  • the produced sheet material is perforated for cutting finished products, such as shoe soles.
  • a device is known, described in the patent application “Method and device for manufacturing three-dimensional models” (US application No. US2018001552A1, IPC B29 ⁇ 64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, published 01/04/2018 [9]), containing: a conveyor, a dosing device for powder, leveling device for powder, nozzles for spraying the binder, drive for moving the nozzles.
  • three-dimensional products are formed by gluing dispersed material, selectively spraying the binder onto sequentially applied layers of the specified material, and the dispersed material is placed on a conveyor belt, and the layers of dispersed material are laid at an acute angle to the surface of the conveyor belt, and the specified belt is moved to build each subsequent layer .
  • the possibility of selective sintering of dispersed material is also provided.
  • the disadvantage of the known device is that its design provides for sequential selective application of a binder or sequential selective sintering of dispersed material for each elementary section of the layer; in addition, for the application of each layer of dispersed material, the design provides for a separate operation, due to which the rate of formation of products is extremely low. This design also does not allow the construction of products using photolithography from a liquid photopolymer.
  • a device is known, described in the patent application “Device for the production of three-dimensional models with special construction platforms and drive systems” (US application No. US20150224718A1, IPC B29C67/00, publ. 08.13.2015 [7])”, containing: a conveyor, a dosing device for powder, leveling device, nozzles for spraying the binder, drive for moving the nozzles.
  • a conveyor a dosing device for powder
  • leveling device nozzles for spraying the binder
  • drive for moving the nozzles.
  • three-dimensional products are formed by gluing dispersed material, selectively spraying a binder onto sequentially applied layers of said material, wherein the dispersed material is placed on a conveyor belt, laying layers of dispersed material at an acute angle to the surface of the conveyor belt, and said belt is moved to build each subsequent layer.
  • the disadvantage of the known device is that its design provides for sequential selective application of a binder for each elementary section of the layer; in addition, the design provides for a separate operation for applying each layer of dispersed material, and therefore the rate of formation of products is extremely low. This design also does not allow the construction of products using photolithography.
  • the specified device is intended for the in-line production of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer, and contains: a building container for placing a liquid photopolymer with a window transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation with spatial modulation intended for exposing sections of the product being formed to the surface of the liquid photopolymer, a movement mechanism of the formed product with an electric drive and a supporting surface for placing the formed product.
  • this device contains a lifting platform, feed and take-up rollers for rewinding a continuous tape.
  • a photopolymer composition is placed on the window of the construction platform, a source of actinic radiation is used to expose sections of the product being formed during reciprocating movements of the lift platform orthogonal to the construction plane, on which a section of a continuous tape is fixed by means of vacuum suction, and a product is formed, fixed to the surface of the said tape.
  • the tape is rewound one step, and the cycle is repeated to form the next product; upon reaching the receiving roller, the products are separated from the continuous belt and placed in a receiving container.
  • the disadvantages of this device are insufficient performance and insufficient efficiency. This is explained as follows: the products are formed alternately using an orthogonal projection of the sections, lifting and lowering the lift platform for each formed layer with breaks in exposure for the duration of the indicated movements. And while the continuous belt is being rewinded to transport products, the construction process is stopped completely. Also, the known device does not implement post-processing functions for finished products. Thus, the specified device does not allow increasing the speed of product production does not allow achieving an improvement in the quality of manufactured products, and also this device has limited functionality.
  • the basis of the invention is the task of improving the method of producing products from photopolymer by three-dimensional printing, and in which, by introducing new operations and new conditions for their implementation, they provide an increase in production speed, improvement of the quality of manufactured products, increased productivity and expansion of the functionality of the method for the continuous production of products by three-dimensional printing .
  • the invention is also based on the task of improving a device for the production of products from a photopolymer by three-dimensional printing, in which, by introducing new elements, new connections between them and their new design, they provide an increase in production speed, an improvement in the quality of manufactured products, an increase in the productivity of the entire process and an expansion of functional device capabilities.
  • the method of continuous continuous production of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer cured by actinic radiation involves exposing a cross section of the product being formed 6 to actinic radiation directed at the surface of the liquid photopolymer 3, limited by the window 4 of the tank of the structure 2, transparent to such radiation, which forms construction plane 7, curing of liquid photopolymer 3 within the exposed section of the formed product 6, movement of the formed product 6, mounted on a movable support surface, in the direction from the transparent window 4, changing the projection of the section and cyclically repeating these actions.
  • the product 6 formed from liquid photopolymer 3, mounted on a movable support surface, during the construction process is moved at an acute angle 13 to the construction plane 7, and the movable support surface is a continuously rewound tape 9, while the process of constructing the formed product 6 begins with exposure of a limited cross-section of the formed product 6 in the zone where the distance 62 from the construction plane 7 to the surface of the tape 9 corresponds to the depth of effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer 3, and the exposure zone is increased as the product 6 moves, in compliance distances 62 also for the formed surface of the product 6.
  • the invention is characterized by the following additional new features that develop and clarify the set of essential features of the independent claim concerning the method.
  • the angle 13 between the movement vector of the continuous belt 9 and the construction plane 7 ranges from less than 90° to 45°, or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°.
  • Continuous tape 9 is a closed tape.
  • Continuous tape 9 is a continuously supplied consumable tape - carrier 19.
  • Continuous belt 9 additionally transports consumable base for building products 6 or built-in components 22 of products 6.
  • the process of unidirectional construction of the product 6 is implemented with continuous exposure of the sequence of sections of the product 6 being formed.
  • the process of constructing the product 6 is implemented with reciprocating movement and breaks between exposures of sections of the product being formed (6).
  • inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 is used: oxygen inhibition of the boundary layer of photopolymer 3, or photon inhibition of the boundary layer of photopolymer 3, or chemical inhibition of the boundary layer of photopolymer 3, or using wavefront conversion of actinic radiation or multi-wavelength photopolymerization.
  • Elements that provide mechanical coupling of the product (6) with the movable supporting surface and with each other (support elements) are objects of parametric design and are automatically modeled using printer software.
  • Cleaning of the formed product 6 from residual liquid photopolymer 3 is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
  • the final polymerization by irradiating the formed product 6 with actinic radiation and/or heating is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
  • the device for the continuous continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer cured by actinic radiation contains: a building capacity 2 for placing liquid photopolymer 3 with a window 4 transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, intended for exposure of sections of the formed product 6 to the surface of the liquid photopolymer 3, a mechanism for moving the formed product 6 with an electric drive and a supporting surface for placing the formed product 6.
  • the mechanism for moving the formed product 6 is made in the form of a mechanism for moving 8 continuous tape 9, while the surface of said continuous tape 9 is located at an acute angle 13 to the surface of the window 4 transparent to actinic radiation in the building container 2 for placing liquid photopolymer 3 , while the specified continuous tape 9 is a surface for placing the formed product 6.
  • the invention is characterized by the following additional new features that develop and clarify the set of essential features of the independent claim concerning the device.
  • Angle 13 between the surface of the window 4, transparent to actinic radiation, in the building container 2 for placing liquid photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9 ranges from less than 90° to 45°, or from 45 to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°.
  • the continuous belt 9 is a conveyor belt.
  • the device is configured to continuously supply consumable tape - carrier 19.
  • Continuous belt 9 is configured to transport additional consumable base for constructing products 6 or components 22 built into products 6.
  • a magnetic or electromagnetic support plate 14 is used as an element forming the supporting surface for the continuous belt 9, and the continuous belt 9 is made of a material with ferromagnetic properties.
  • At least one DLP projector 23 is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
  • a laser scanning device 25 As a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, a laser scanning device 25 is used, containing at least one laser source.
  • a combination of at least one DLP projector 23 and at least one laser scanning device 25 is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
  • At least one LCD panel backlit with collimated actinic radiation is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
  • the device contains an unmodulated source of actinic radiation 24, the wavelength of which differs from the wavelength of the source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
  • a material permeable to oxygen and/or a material with low surface energy is used as the material of the transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3.
  • the material of the transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3 includes a reagent - a radical polymerization inhibitor.
  • the transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3 includes an actinic radiation wavefront converter.
  • the device contains a means of transporting products 6 at the post-processing stage, made in the form of a conveyor.
  • the device contains a unit for cleaning 33 products 6 from residues of uncured photopolymer 3, made in the form of a group of nozzles 34 for blowing with compressed gas.
  • the device contains a finishing polymerization unit, made in the form of a passage chamber with sources of actinic radiation 59 and/or heat sources 60.
  • “automation” of unloading products 6 is ensured due to the fact that finished products 6, held on a movable support surface - a continuously rewinding tape 9, are transported by the specified tape 9 outside the area by adhesion forces construction, and then, when bending, the tape 9 around the roller of the moving mechanism 8 of the tape 9, the finished products 6 are automatically (when bending the tape 9) separated from the surface of the tape 9 and automatically placed in a receiving container or on a conveyor transporting products 6 to subsequent stages of post-processing , and at the same time the process of forming products 6 continues at all previous stages.
  • the developing features of the method together with the declared new and known features of the method, provide an increase in speed, improved quality of products, increased productivity and expanded functionality of the method, since additional features improve and diversify the ability to quickly produce quality products in a continuous sequence.
  • the angle 13 between the movement vector of the continuous belt 9 and the construction plane 7 ranges from less than 90° to 45°, preferably from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°, increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the method.
  • this solution makes it possible to produce various products in a continuous sequence.
  • the continuous belt 9 is a closed belt, for example, in the form of a closed conveyor belt, allows you to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the method. This is explained by the fact that the arrangement of products on a closed continuous conveyor belt 9 will make it possible to produce various products in a continuous sequence and easily separate products 6 from the conveyor belt 9 upon completion of construction due to the deformation of the closed belt 9 at the end of the conveyor.
  • the continuous tape 9 is a continuously supplied consumable tape - carrier 19, makes it possible to expand the functionality of the method. This is explained by the fact that the use of a consumable base for construction can ensure the formation of a continuous linear array of small products 6 mounted on the specified continuously supplied consumable tape carrier 19 and simplify their post-processing and sorting.
  • a continuous belt 9 additionally transports a consumable base for constructing products 6 or built-in components 22 of products 6, allows you to expand the functionality of the method (the consumable base for constructing products 6 can be a film, mesh, fabric, a group of parallel fibers, solid or perforated metal foil, or a composition of the above.
  • the consumable base can contain markings, form detachable or non-separable layers on products 6). This is explained by the fact that the use of a pre-prepared consumable base for construction can ensure the formation of products 6 with special properties and facilitate the separation of products 6 from elastic polymers and/or polymers with high adhesion properties from the supporting surface.
  • additional components 22 can be built into the product 6, for example, sensors of various types, microchips, or products based on them, RFID tags, etc. These steps of the method make it possible to obtain composite products 6, products 6 with built-in components 22, endowed with special functions and properties.
  • the method implements the process of unidirectional construction of the product 6 with continuous exposure of a sequence of sections of the formed product 6 allows one to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the method.
  • a fast continuous process implemented by eliminating the adhesion of the formed product 6 to the transparent window 4 of the building container 2 without interruptions in exposure during the continuous production of products 6, ensures: continuity of the polymerization process, the absence of separate layers of curing, production without pauses and, accordingly , highest productivity and best quality of manufactured products 6.
  • the method implements the process of constructing an article 6 with reciprocating movement and breaks between exposures of sections of the formed article 6 allows one to expand the functionality of the method. This is explained by the fact that the specified actions of the method ensure the construction of products 6 from photopolymer compositions, the inhibition of which, necessary for the implementation of a continuous process, is impossible or difficult, for example, these are photopolymers made on the basis of monomers with an ionic type of polymerization.
  • the mobility of the boundary layer of the photopolymer achieved by one of the specified steps of the method, eliminates or reduces the adhesion of the product 6 to the transparent window 4, and ensures a fast continuous construction process without interruptions in exposure, during the continuous production of products 6, ensures the continuity of the polymerization process, ensures a production process without interruptions and, accordingly, the highest productivity with the best quality.
  • the elements that provide mechanical coupling of the product 6 with the movable supporting surface and among themselves (support elements) are objects of parametric design and are modeled automatically using printer software increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands functionality way.
  • This is explained by the fact that to automate the processing of digital models of products 6 and the placement of supporting elements, it is preferable to use parametric modeling objects, the algorithmic descriptions of which can be performed in the form of calculated functions or in the form of pre-developed elementary three-dimensional models - primitives.
  • Quick calculation of the specified functions or arrangement of primitives saves computing power and allows you to prepare products for printing synchronously with the printing process, eliminating the work of the operator and the influence of subjective factors on the quality.
  • the mechanism for moving the formed product 6 is made in the form of a mechanism for moving 8 of a continuous tape 9, while the surface of said continuous tape 9 is located at an acute angle 13 to the surface of a window 4 transparent to actinic radiation in a building container 2 for placing liquid photopolymer 3, with
  • the specified continuous tape 9 is a surface for placing the formed product 6, in combination with the known structural elements of the device, which are indicated in the claims, it becomes possible to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device.
  • a feature of the proposed device is precisely the location of the surface of the continuous tape 9 (which is a mechanism for moving 8 formed exclusively from liquid photopolymer 3 of the product 6) exclusively at an acute angle 13 to the surface of the window 4, transparent for actinic radiation, in the building container 2, in which the liquid photopolymer 3 is placed.
  • the continuous tape 9 at an acute angle 13 to the surface of the transparent window 4 printing of products 6 begins with a limited exposure zone (precisely because of the acute angle 13), and at the beginning of the process of constructing products 6, the advantages of photopolymer DLP 3D printing are not fully realized, i.e. somewhat less effective than with orthogonal arrangements known from the prior art for exposing photopolymers.
  • the proposed device provides the possibility of continuous continuous production, when in the process of construction there is a series of products 6 at various stages of production (beginning of formation, the main process of formation, completion of formation, formed products 6), the production speed is the highest, due to the absence of pauses, stops, when maximum simultaneous exposure area, and thanks to the automation of the process of unloading finished products 6 from the device.
  • Providing “automation of the unloading process” by the design features of the device was described earlier when disclosing the cause-and-effect relationship between the essential features of the method and the technical result.
  • Additional and developing features of the device in combination with the declared and known features of the device, provide an increase in production speed, improvement in the quality of manufactured products, increase in productivity and expansion of the functionality of the device, since they provide the possibility of producing products in a continuous sequence with their continuous construction.
  • the cause-and-effect relationship between the characteristics of the developing points of the device and the technical result is as follows.
  • the continuous belt 9 in the device is made in the form of a closed conveyor belt allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the arrangement of products 6 on a continuous belt 9 will allow the production of various products 6 in a continuous sequence with their continuous construction, with continuous automatic removal from the device, and it will be easy to separate products 6 from the conveyor belt 9 upon completion of construction.
  • the device is made with the possibility of continuous supply of consumable tape - carrier 19, allows you to increase the speed of production, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the use of a consumable basis for construction can provide forming a continuous linear array of small products 6 fixed on the specified carrier tape 19, and simplify their post-processing and sorting.
  • the continuous tape 9 in the device is configured to transport an additional consumable base for constructing products 6 or components 22 built into products 6 expands the functionality of the device.
  • a pre-prepared consumable base for constructing products which can be a film, mesh, fabric, a group of parallel fibers, solid or perforated metal foil, or a composition of the above, can ensure the formation of products 6 with special properties and facilitate the separation of products 6 from elastic polymers and/or polymers having high adhesion properties.
  • Pre-prepared consumable bases for construction can contain markings, form detachable or non-separable layers on products 6.
  • Additional components 22 can be built into product 6, for example, sensors of various types, microchips, or products based on them, RPID tags, etc., and this makes it possible to obtain composite products 6, products 6 with built-in components 22, endowed with special functions and properties.
  • the device uses a magnetic or electromagnetic support plate 14 as an element forming the supporting surface for the continuous tape 9, and the material of the continuous tape 9 has ferromagnetic properties (i.e., the continuous tape 9 is made of a material with ferromagnetic properties) , increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device.
  • This is explained by the fact that in the case when a magnetic field of controlled force is used to stabilize a continuous tape 9 during the construction process, this makes it possible to prevent transverse vibrations of said tape 9, preserving only the longitudinal component in the movement of said tape 9, which will ensure high precision in the manufacture of products 6 and the stability of their geometric parameters.
  • At least one DLP projector 23 in the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation makes it possible to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the DLP projector 23 provides simultaneous exposure of the entire cross-section of the formed product 6 with differentiated brightness for different areas.
  • a laser scanning device 25 containing at least one laser source in the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, which contains at least one laser source, makes it possible to improve the quality of manufactured products and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the laser scanning device 25 ensures high accuracy of compliance with the cross-sectional contour of the formed product 6 and high specific radiation power.
  • Using a combination of at least one DLP projector 23 and at least one laser scanning device 25 in the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation allows you to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand functional device capabilities. This is explained by the fact that the DLP projector 23 provides simultaneous exposure of the entire cross-section of the formed product 6, the laser scanning device 25 ensures high accuracy of the contour of the section of the formed product 6 and high specific radiation power.
  • an unmodulated source of actinic radiation 24 (in addition to the source of actinic radiation 5 with spatial modulation), the wavelength of which differs from the wavelength of the source of actinic radiation 5 with spatial modulation, allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand device functionality.
  • the specified source 24 is intended to activate the photoinhibitor included in the photopolymer composition and provides the possibility of implementing technology to overcome product sticking 6 to window 4, based on photoinhibition of the photopolymer layer bordering window 4.
  • the absence of sticking of the formed product 6 to the window 4 of the construction tank 2 allows the product 6 to be continuously moved during the construction process and to carry out continuous exposure.
  • the device uses a material permeable to oxygen and/or a material with low surface energy as a material for the transparent window 4 of the container 2 to accommodate liquid photopolymer 3 increases the production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device.
  • oxygen, an inhibitor of radical polymerization, penetrating through the material of the window 4 of the building container 2 ensures the presence of uncured photopolymer on the surface of the specified window 4 and ensures the implementation of the function of continuous construction of the product 6 with continuous exposure.
  • a material with low surface energy ensures easy separation of the adhered part of the formed product 6.
  • a transparent window 4 in the material, a container for building 2 a reagent-inhibitor of radical polymerization allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the radical polymerization inhibitor reagent included in the material of the window 4 ensures the presence of uncured photopolymer on the surface of the specified window 4, which makes it possible to implement the function of continuous construction of the product 6 with continuous exposure.
  • a transparent window 4 in the material a container for constructing 2 a wavefront converter of actinic radiation, allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the redistribution of actinic radiation in the layer bordering the window 4 ensures the presence of uncured photopolymer on the surface of the specified window 4 and ensures the implementation of the function of continuous construction of the product 6 with continuous exposure.
  • the device contains a means of transporting products 6 at the post-processing stage in the form of a conveyor improves production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that the transportation means in the form of a conveyor ensures a uniform and timely supply of products 6 to the post-processing stages, compliance with the duration and sequence of all stages of post-processing of products.
  • the device contains a unit for cleaning 33 products 6 from photopolymer 3 residues, made in the form of a group of nozzles 34 for blowing with compressed gas, improves production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that photopolymer 3, removed from the surface of products 6 by blowing with compressed gas, is returned to the production process, ensuring its savings, extending the service life of the washing solution 44 due to its less contamination, and reducing the load on the cleaning system of the washing solution 44.
  • the device contains a unit for cleaning 33 products 6 from photopolymer 3 residues, which is made in the form of a pass-through washing chamber and/or bath, increases the production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that the presence of a walk-through washing chamber or bath ensures the implementation of a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products and the turnover of a large amount of equipment.
  • the device contains a finishing polymerization unit, made in the form of a pass-through chamber with actinic radiation sources 59 and/or heat sources 60, increases the production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that the presence of a passage chamber with sources of actinic radiation 59 and/or heat sources 60 ensures the implementation of a continuous process of finishing polymerization and a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products 6 and turnover of a large amount of equipment.
  • control system 61 which is controlled by specialized software
  • a control system 61 namely a microprocessor-based controller or a general-purpose computer controlled by special software
  • this ensures precise adherence to technological conditions, control of production parameters, commercial accounting of products 6 and consumables, and implementation a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products and turnover of a large amount of equipment.
  • fig. 1 (A, B, C) schematically depicts design options for photopolymer DLP and SLA 3D printers in accordance with the existing level of technology (analogs, prototype).
  • FIG. 2 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA 3 D-printer with a bottom-mounted projection system, in which the moving mechanism 8 of the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9.
  • FIG. 3 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA ZO printer with an overhead projection system, in which the moving mechanism 8 of the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9.
  • FIG. 4 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA ZO printer, in which the mechanism for moving the product 6 is made in the form of a mechanism 18 with a supply of a continuous consumable tape - carrier 19.
  • FIG. 6 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA ZO printer, in which the mechanism 18 for moving the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9 and additionally transports a movable base 19 for building products 6.
  • fig. 7 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA 3D printer, in which the mechanism for moving the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9, and additionally contains a mechanism 21 for placing components 22 built into the product 6.
  • FIG. 8 schematically shows a design option for a device with units for removing uncured photopolymer, washing, drying and finishing polymerization.
  • actinic radiation source that does not have a spatial modulation function
  • 60 - heat sources for example, infrared emitters
  • 61 - control system based on a microprocessor and/or a general-purpose computer
  • the device intended for the implementation of the proposed method contains: a frame 1 on which the units and components of the device are installed, a building capacity 2 for placing a liquid photopolymer 3 with a window 4 transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, intended for exposing sections of the formed product 6 on the surface-plane of construction 7 of liquid photopolymer 3 limited by the transparent window 4 of the container of construction 2 (Fig. 7, 2), a mechanism 8 for moving a continuous tape 9, which is the carrier for the formed product 6 (Fig. 2, 3, 7).
  • the specified movement mechanism 8 as a drive contains an electric motor 10 with a gearbox 11 and an encoder 12 (Fig. 3, 7).
  • the surface of the specified continuous tape 9 is always located at an acute angle 13 to the surface of the transparent window 4 in the construction tank 2 for placing liquid photopolymer 3.
  • the specified continuous tape 9 is a movable supporting surface for placing the formed product 6 (Fig.
  • the continuous belt 9 is a closed conveyor belt made of metal, for example, an iron-nickel alloy (Fig. 2, 3).
  • the continuous conveyor belt 9 is made of metal and has perforations (not shown in the figures).
  • the moving mechanism 8 of the continuous belt 9 may contain a support plate 14 (which is made, for example, in the form of an electromagnetic plate) for the continuous belt 9. (Fig. 2, 3).
  • the support plate 14 may contain permanent magnets (not shown in the figures); in such cases, the continuous tape 9 may be made of a material with ferromagnetic properties.
  • the base plate 14 contains channels connected by pipelines 27 (Fig. 2, 3, 4, 6, 7) with a photopolymer pump (not shown in the figures).
  • the acute angle 13 between the surface of the window 4, transparent to actinic radiation, in the container of the structure 2 for placing liquid photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9 can range from less than 90° to 45° or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°, but not limited to. Accordingly, when implementing the method, the acute angle 13 between the movement vector of the continuous tape 9 and the construction plane 7 can also range from less than 90° to 45°, or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2, 5° to 0.1°, but not limited to.
  • the design contains a mounting unit 15 of the mechanism 8 for moving the continuous tape 9, which is configured to adjust the angle 13 between the surface of the construction plane 7 of the window 4 in the construction tank 2 for placing the photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9.
  • a mounting unit 15 of the mechanism 8 for moving the continuous tape 9 which is configured to adjust the angle 13 between the surface of the construction plane 7 of the window 4 in the construction tank 2 for placing the photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9.
  • node 15 contains an angular or linear encoder 16 and (optionally) an electric drive 17 of the rotation mechanism with a position fixing function (Fig. 2, 3).
  • the continuous tape is made in the form of a continuously supplied consumable carrier tape 19, which in this case is a movable basis for constructing products 6.
  • the device contains a mechanism 18 for the continuous supply of consumable carrier tape 19, and mechanism 18 is equipped with an electric drive 20 (Fig. 6).
  • the continuous belt 9 can be configured to transport an additional base for constructing products 6 or components 22 built into products 6.
  • the device contains a mechanism 21 for placing components 22 built into products 6 on a continuous belt 9 (Fig. 7).
  • the transparent window 4 of the tank of the build 2 for placing the liquid photopolymer 3 is located at the bottom of the tank of the build 2 (Fig. 2, 4, 5, 6, 7, 8).
  • the transparent window 4 of the building tank 2 for placing the liquid photopolymer 3 is located on top of the building tank 2 (Fig. 3).
  • the transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3 is made permeable to oxygen, for example from an amorphous fluoropolymer, as described in US patent No. US9205601B2 or from a fluoroelastomer as described in US patent No. US5122441 A. Also as a transparent material window 4 of the container of construction 2, a material with low surface energy can be used.
  • the material of the transparent window 4 of the container of construction 2 for accommodating liquid photopolymer 3 may include a reagent - a radical polymerization inhibitor.
  • the transparent window 4 of the container of construction 2 for accommodating liquid photopolymer 3 contains an array of micro-focusing elements - actinic radiation wavefront converter (not shown in the figures), such a device is described in Ukrainian patent No. UA 123063.
  • the device uses a DLP projector 23 as a source 5 of actinic radiation (Fig. 2, 3, 8).
  • the device additionally contains a source 24 of actinic radiation that does not have a spatial modulation function (unmodulated source of actinic radiation), and has a wavelength different from the wavelength of the source 5 with spatial modulation (Fig. 2, 3, 8).
  • a source 24 of actinic radiation that does not have a spatial modulation function (unmodulated source of actinic radiation), and has a wavelength different from the wavelength of the source 5 with spatial modulation (Fig. 2, 3, 8).
  • the device contains a source 5 of actinic radiation with spatial modulation, which can be made in the form of a laser scanning device 25 (Fig. 2,3,8), which contains, at least one laser source.
  • the said device 25 may include two or more different sources of laser radiation with different wavelengths, combined (optionally) into a common beam, by means, for example, of prisms (not shown in the figures). Designs and methods for such combinations are well known to those skilled in the art.
  • a combination of at least one DLP projector 23 and at least one laser scanning device 25 is used (Fig. 2, 8).
  • a DLP projector 23 can be used as a source 5 of actinic radiation, containing two or more radiation sources with different wavelengths capable of exposing multi-color cross-section images.
  • an LCD panel backlit with collimated actinic radiation (not shown in the figures) is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
  • the device may also contain: a pump 26 (Fig. 8) for pumping liquid photopolymer 3, connected by pipelines 27 (Fig. 2) to the building tank 2 for placing liquid photopolymer 3, and to the container container 28 (Fig. 8); a mesh filter 29 (Fig. 8) for photopolymer 3, connected by pipelines to a building capacity 2 for placing photopolymer 3 and a container container 28; ultrasonic (optional) sensor 30 (Fig. 8) for the level of liquid photopolymer 3, sensor 31 (Fig. 8) for the temperature of liquid photopolymer 3, device 32 for heating and/or cooling of photopolymer 3 (Fig. 8) in a building container 2 made, for example, in the form of a resistive heater or Peltier element.
  • the device contains a unit for cleaning 33 products 6 from residues of uncured photopolymer 3.
  • Unit 33 can be made in the form of a set of injectors 34 (nozzles) connected to a source 35 of compressed gas through a pressure regulator 36 and closed by a tray 37 (Fig. 8 ) and shields (not shown in the figures), or in the form of a pass-through washing chamber 43 and/or bath 45 (Fig. 8).
  • the device contains a means of transporting products 6 at the post-processing stage, which is made in the form of a conveyor 38.
  • the proposed device may also contain a mesh conveyor 38 driven 39 by an electric motor 40 with a gearbox 41 and an encoder 42 (Fig. 8), which are designed to transport formed products 6 to subsequent processing stages.
  • the proposed device may also contain a unit 43 for washing products 6 with a washing solution 44, a container 45 for washing products 6 with a washing liquid 44, equipped (optionally) with a stirrer (not shown in the figures), pumps 46 for pumping the washing liquid 44, sensors 47 for the transparency of the washing liquid 44, level sensor 48 and temperature sensor 49 of the washing liquid 44 (Fig. 8).
  • the washing unit 43 contains a set of nozzles 50 (Fig. 8) for jet washing of the product 6.
  • the container 45 of the washing unit 43, into which the products 6 are immersed is equipped with an ultrasonic transducer (not shown in the figures).
  • the container 45 of the washing unit 43, into which the products 6 are immersed is equipped with a compressed air distributor (not shown in the figures).
  • the device may contain a cleaning liquid cleaning system 44, which contains: a pump 51, a settling tank 52, a mechanical filter 53, a flocculant dispenser and/or a coagulant dispenser (not shown in the figures), a liquid collector 54 44 and a sediment collector 55, a transparency sensor 47, a sensor density 56 of the washing liquid 44 (Fig. 8).
  • a cleaning liquid cleaning system 44 which contains: a pump 51, a settling tank 52, a mechanical filter 53, a flocculant dispenser and/or a coagulant dispenser (not shown in the figures), a liquid collector 54 44 and a sediment collector 55, a transparency sensor 47, a sensor density 56 of the washing liquid 44 (Fig. 8).
  • the cleaning liquid cleaning system 44 may also contain hydrocyclones, centrifuges, mixers, electrically controlled taps, valves and pneumatic distributors, sources of actinic radiation and other similar devices well known to specialists in the field of technology (not shown in the figures).
  • the washing unit 43 contains various combinations of these devices (not shown in the figures).
  • the device may contain a unit for drying products 6 after washing.
  • the drying unit contains a group of nozzles 57 connected to a source of compressed air, and/or a fan 58 with electrically heated air for blowing products 6 with warm air (Fig. 8).
  • the device may contain a finishing polymerization unit, which is made in the form of a passage chamber with sources of actinic radiation 59 and/or heat sources 60.
  • Sources 59 of actinic radiation can be, for example, LEDs and/or gas-discharge lamps, and the heat source 60 can be be, for example, infrared emitters.
  • the finishing polymerization unit may also contain combinations of these devices.
  • the device contains a unit for applying finishing coatings, for example, varnish coatings (not shown in the figures).
  • Drying and polymerization units can be combined into a common structure.
  • the device may be provided with local ventilation means well known to those skilled in the art.
  • the device contains a control system 61 in the form of a controller based on a microprocessor and/or a general-purpose computer controlled by specialized software (Fig. 8).
  • the control system 61 is, at a minimum, connected to sensors for level 30 of photopolymer 3, temperature sensors 31 of photopolymer 3, level sensors 48 of washing liquid 44, temperature sensors 49 of washing liquid 44, transparency sensors 47 and density sensors 56 of washing liquid 44, encoders 12, 16 .
  • sensors for level 30 of photopolymer 3 temperature sensors 31 of photopolymer 3
  • level sensors 48 of washing liquid 44 temperature sensors 49 of washing liquid 44
  • transparency sensors 47 and density sensors 56 of washing liquid 44 encoders 12, 16 .
  • the inventive method is implemented using the inventive device as follows.
  • the building container 2 for placing the photopolymer 3 is filled with liquid photopolymer 3.
  • the liquid fluoropolymer 3 is exposed in the area where the distance 62 from the inner surface of the transparent window 4 of the building container 2 to the continuous moving (rewinding) tape 9 is less than the depth effective penetration of actinic radiation into liquid fluoropolymer 3 (Fig. 5).
  • the product 6 formed from liquid photopolymer 3 is mounted on a continuously rewound tape 9, which is moved during the construction process so that the product 6 formed from liquid photopolymer 3 is located exclusively at an acute angle 13 to the construction plane 7.
  • the process of constructing the formed product 6 begins with the exposure of a limited section of the cross-section of the formed product 6 in the zone where the distance 62 from the plane construction 7 to the surface of the tape 9 corresponds to the depth of effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer 3.
  • the specified section of the cross-section of the product being formed 6 is exposed to the surface of the construction plane 7 of the photopolymer 3, a layer “A” of the cured photopolymer 3 is formed on the surface of the specified continuous tape 9, then brought a continuous belt 9 (made, for example, in the form of a closed continuous conveyor belt) is moved until a gap is formed between the formed part of the product 6 and the surface of the transparent window 4, and exposure is again made, forming layer “B” (Fig. 5).
  • each formed layer (A, B, C) can be from more than 10 ⁇ m to 50 ⁇ m or from 50 ⁇ m to 100 ⁇ m or from 1000 ⁇ m to 200 ⁇ m, but not limited to this.
  • the beginning of the process of constructing the formed product 6 is carried out by exposing a limited section of the cross-section of the formed product 6 in the zone where the distance 62 from the construction plane 7 to the surface of the tape 9 corresponds to the depth of effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer 3;
  • the acute angle 13 between the movement vector of the continuous tape 9 and the construction plane 7 is preferably from less than 90° to 45°, or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2, 5° to 0.1°, but not limited to.
  • the continuous belt 9 can be made in the form of a closed belt (for example, in the form of a continuous closed conveyor belt), and, accordingly, in such cases, the continuous belt 9 operates as a conveyor, constantly, without stopping, moving the formed products 6 .
  • the formed product 6 is moved continuously with continuous exposure of a sequence of sections of the formed product 6.
  • the process of constructing the product 6 with reciprocating movement and breaks between exposures of sections of the formed product 6 can be implemented.
  • implementations of the method simultaneously expose at least sections of two products 6.
  • one of the following methods for overcoming sticking ensures the presence of a layer 63 (Fig. 5) of uncured photopolymer 3 on the surface of the construction plane 7 of the transparent window 4 of the building container 2 for placing liquid photopolymer 3.
  • the presence of a layer 63 of uncured photopolymer 3 can be ensured by that the transparent window 4 of the container 2 for placing the photopolymer is made permeable to oxygen, and the photopolymer closest to the window is inhibited by oxygen, as described in US Patent No. US9205601B2 or as described in US Patent No. US5122441 A. In this way, oxygen inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 is used.
  • the presence of a layer 63 of uncured photopolymer 3 on the surface of the plane of construction 7 of the transparent window 4 of the container of construction 2 is ensured by the fact that the photopolymer 3 contains a photoinhibitor (i.e., they use photon inhibition of the boundary layer of the photopolymer 3, which is activated by the second source 24 of actinic radiation ( unmodulated source of actinic radiation), wherein the intensity of the actinic radiation activating the photoinhibitor is chosen such that the thickness (distance) of the layer 63 of penetration of said radiation into the photopolymer 3 is less than the penetration distance 62 of the actinic radiation of the photopolymer causing curing.
  • a photoinhibitor i.e., they use photon inhibition of the boundary layer of the photopolymer 3, which is activated by the second source 24 of actinic radiation ( unmodulated source of actinic radiation)
  • the intensity of the actinic radiation activating the photoinhibitor is chosen such that the
  • the wavelength of the photopolymer-curing radiation can be (optional), for example, 455 or 470 nm
  • the wavelength of the photoinhibitor activating radiation can be 365 or 385 nm, but not limited to this.
  • Various compounds can be used as a photoinhibitor, for example, the use of nitroaromatic compounds as photoinhibitors of radical polymerization is described in US Patent No. US4269933A, the use of hexaarylbiimidazole compounds as radical polymerization inhibitors is described in US Patent No. US11174326B2, the use of thiramtetraethylthiuram disulfide (TEDS) as a photoinhibitor is described in US patent US10166725B2.
  • TMS thiramtetraethylthiuram disulfide
  • inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 can be used: chemical inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 or transformation of the wavefront of actinic radiation, or multi-wavelength photopolymerization.
  • the mesh filter 29 for the liquid photopolymer 3 catches fragments and clots of the cured photopolymer 3, which can interfere with the normal operation of the device and the implementation of the method.
  • a heating and/or cooling device 32 is used, for example, a resistive heating element or a Peltier element.
  • Data from the temperature sensor 31 of the liquid photopolymer 3 installed in the building tank 2 is processed by the control system 61, which issues commands to turn on and off the heating or cooling of the liquid photopolymer 3.
  • a continuous consumable tape - carrier 19 when a continuous consumable tape - carrier 19 is used as a carrier for the formed product 6, transportation of the specified tape - carrier 19 is carried out through a mechanism 18, and the formation of products 6 is carried out on the surface of a continuous consumable tape - carrier 19.
  • the carrier tape 19 may be, for example, but not limited to, a tape made of polyethylene terephthalate or other material of suitable quality and properties, for example, composite plastic.
  • the carrier tape 19 should be moderately stiff and flexible.
  • components 22 for example, marking labels, sensors or microchips, are placed on said tape 9 (Fig. 7).
  • the fixation of the specified components 22 is carried out through local exposure of the photopolymer 3 surrounding the specified components 22 with actinic radiation, and the construction of products 6 is carried out in such a way that the specified components 22 are built into the products 6.
  • the continuous belt 9 in some individual cases additionally transports a consumable base for constructing products, which can be a film, mesh, fabric, or a group of parallel fibers, solid or perforated metal foil or a composition of the above, can provide the formation of products 6 with special properties, facilitate the separation of products 6 from elastic polymers and/or polymers having high adhesion properties.
  • a consumable base for constructing products which can be a film, mesh, fabric, or a group of parallel fibers, solid or perforated metal foil or a composition of the above, can provide the formation of products 6 with special properties, facilitate the separation of products 6 from elastic polymers and/or polymers having high adhesion properties.
  • Pre-prepared consumable building bases may contain markings, form detachable or non-removable layers on products 6, or contain embedded components 22 of products 6.
  • a continuous tape 9 is moved (rewinded) together with the formed products 6 fixed on the movable supporting surface of the tape 9.
  • the further formed products 6, held on the specified tape 9 by adhesion forces, are moved from the construction tank 2 to the removal zone uncured photopolymer 3.
  • products 6 are washed in a container 45 with washing liquid 44.
  • compressed gas for example, air
  • bubbles of the said gas contribute to better washing of the products 6 and better mixing of the washing liquid 44.
  • the container 45 of the washing unit 43, into which the products 6 are immersed is equipped with an ultrasonic transducer (not shown in the figures), and the products 6 are washed by means of ultrasonic vibrations propagating in the specified washing liquid 44.
  • the washing unit 43 may contain various combinations of these devices, and can perform various operations for cleaning products 6.
  • Cleaning the formed product 6 from residual liquid photopolymer 3 can be carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
  • the post-processing unit can be made in the form of a separate device with an autonomous control and monitoring system.
  • post-processing unit is a general term, and such a post-processing unit may contain one or more units, for example: a cleaning unit 33 and/or a washing unit 43, and/or a finishing polymerization unit, and/or a coloring or functional coating unit or functional coatings.
  • the cleaning liquid 44 is an aqueous liquid containing alcohols, for example, isopropyl alcohol, ethyl alcohol, propylene glycol ethers and other suitable solvents and removers.
  • the washing liquid 44 may contain surfactants, defoamers and other targeted additives.
  • the washing liquid 44 is pumped by pump 46 and cleaned from impurities of the photopolymer 3, contamination with the photopolymer 3 includes solid inclusions, liquid immiscible components and dissolved components, the ratio of these components depends on the type of solvent of the washing liquid 44 and the composition of the photopolymer 3.
  • Flocculation and coagulation processes are used to purify the cleaning solution 44.
  • Metal salts are used for coagulation: ferric chloride, ferrous sulfate, aluminum chloride, aluminum sulfate and others.
  • anionic, cationic, amphoteric flocculants based on polyacrylamide, acrylate and other reagents known to specialists in this level of technology are used.
  • the washing liquid 44 is cleaned by performing the following operations: pumping the washing liquid 44 with a pump 46, introducing a flocculant and/or coagulant into the washing liquid using flocculant/coagulant dispensers (not shown in the figures), settling the washing liquid in a settling tank 52, and/or mechanical filtration with a mechanical filter 53, placing the washing liquid in the collection 54 and placing the sediment in the sediment collection 55 (Fig. 8).
  • Monitor process parameters cleaning the washing liquid 44 with an ultrasonic or contact level sensor 48 of the washing liquid 44, a transparency and/or contamination level sensor 47 of the washing liquid 44, a density sensor 56 and a temperature sensor 49 of the washing liquid 44 (Fig. 8).
  • the method for converting part of the dissolved monomers into a solid precipitate state before introducing the flocculant and/or coagulant, polymerization of the monomers dissolved in the washing liquid 44 is carried out, since a dissolved photoinitiator is present in the washing liquid 44, such a reaction can be effectively carried out by irradiating the washing liquid 44 actinic radiation from sources of actinic radiation (not shown in the figures). Next, a flocculant and/or coagulant is introduced and filtration is performed.
  • the cleaned products 6 are dried by blowing the products 6 with compressed air through a group of nozzles 57 connected to a source of compressed air (Fig. 8)
  • the products 6 can be blown by means of a fan 58 with electrically heated air, and the products 6 are blown with warm air.
  • products 6 are irradiated using sources 59 of actinic radiation, for example, arrays of LEDs and/or gas-discharge lamps (Fig. 8).
  • sources 59 of actinic radiation for example, arrays of LEDs and/or gas-discharge lamps (Fig. 8).
  • heat sources 60 are used, for example, infrared emitters, or a combination of these devices is used (Fig. 8).
  • the final polymerization by irradiating the formed product 6 with actinic radiation and/or heating is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
  • finishing coatings for example, varnish
  • varnish are applied to products 6.
  • Varnish or other coating agents can be applied, for example, by dipping (not shown in the figures).
  • Vapors of the washing liquid 44 are removed by means of local ventilation.
  • the continuous consumable carrier tape 19 (which is the carrier of the products 6 placed on it) with the finished products 6 can be wound into a roll or cut into fragments.
  • the control system 61 of the device based on a microprocessor and/or a general-purpose computer under the control of specialized software, transfers data on three-dimensional models to the printer software, slices these three-dimensional models and generates three-dimensional printing projects without interrupting the production process.
  • the elements that provide mechanical coupling of the product 6 with the movable supporting surface and with each other (support elements) are also objects of parametric design, and they are automatically simulated using the printer software.
  • Slicing of three-dimensional models is performed at an angle of less than 90° to the movement vector of the product 6.
  • the control system 61 also ensures the maintenance of technological modes by collecting data from sensors of temperature, levels, speed, angular positions, and other devices, parts, and further transmitting commands to actuators: electric drives of the conveyor, pumps, sources of actinic radiation and other elements and systems , depending on the specific device implementation.
  • test results showed that the design of the proposed invention makes it possible to create a device for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle, which allows you to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase the productivity of the entire process and expand functionality devices.
  • test results also showed that the proposed method for the continuous production of three-dimensional printed products from liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle using devices for its implementation also make it possible to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase the productivity of the entire process and expand the functionality of the device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

Claimed is a method for the continuous production of objects by three-dimensional (3D) printing using a liquid photopolymer cured by actinic radiation, which includes exposing the cross-section of an object (6) under formation to actinic radiation directed at the surface of a liquid photopolymer (3), the surface being delimited by an actinic radiation-transparent window (4) which is provided in a build vessel (2) and forms a build plane (7), and curing the liquid photopolymer (3) within the boundaries of the exposed section of the object (6), wherein the object, which is secured to a continuously circulating belt (9), is moved in a direction away from the transparent window (4) and at an acute angle (13) to the build plane (7) while the exposure area and the depth of effective penetration of the radiation into the liquid photopolymer (3) are regulated. Also claimed is a device comprising: a build vessel (2) for holding a liquid photopolymer (3), provided with a window (4) that is transparent to actinic radiation; a spatially modulated source of actinic radiation (5) for exposure purposes; and a mechanism for moving an object (6), having an electric drive and a support surface for receiving an object (6), said mechanism being in the form of a continuous belt (9), the surface of which is situated at an acute angle (13) to the surface of the actinic radiation-transparent window (4) in the build vessel (2).

Description

СПОСОБ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТЬЮ ИЗ ЖИДКОГО ФОТОПОЛИМЕРА С НОСИТЕЛЕМ В ВИДЕ НЕПРЕРЫВНОЙ ЛЕНТЫ И ПОЛНЫМ ЦИКЛОМ ПОСТОБРАБОТКИ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО METHOD FOR FLOW PRODUCTION OF 3D PRINTED PRODUCTS FROM LIQUID PHOTOPOLYMER WITH A CARRIER IN THE FORM OF A CONTINUOUS TAPE AND A COMPLETE POSTPROCESSING CYCLE, AND A DEVICE FOR ITS
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ IMPLEMENTATION
Область применения, актуальность изобретения. Scope, relevance of the invention.
Изобретение относиться к области производства изделий из фотоплимеров способом трехмерной печати, а именно изобретением является способ поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки, а также устройство для его осуществления. Описанные и раскрытые далее способ и устройство объединены единым творческим замыслом таким образом, что способ производства может быть реализован с помощью конструкции устройства, а устройство предназначено для воплощения способа поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и с полным циклом постобработки. The invention relates to the field of production of products from photopolymers using a three-dimensional printing method, namely, the invention is a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle, as well as a device for its implementation. The method and device described and disclosed below are united by a single creative concept in such a way that the production method can be implemented using the design of the device, and the device is intended to implement a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and with a full post-processing cycle .
Построение изделия в фотополимерных ЗП-принтерах существующего уровня техники выполняют послойным отверждением фторполимера. Для этого на поверхность фотополимера актиничным излучением экспонируют последовательности сечений изделия и перемещают изделия, закрепленные на платформе. The construction of a product in photopolymer ZP printers of the existing level of technology is carried out by layer-by-layer curing of the fluoropolymer. To do this, sequences of sections of the product are exposed to the surface of the photopolymer with actinic radiation and the products fixed on the platform are moved.
В процессе построения изделия перемещают ортогонально плоскости построения с возвратно поступательным движением и перерывами в экспозиции, или изделие перемещают непрерывно однонаправленно при непрерывной экспозиции. During the construction process, the product is moved orthogonally to the construction plane with reciprocating motion and breaks in exposure, or the product is moved continuously in one direction with continuous exposure.
Производство изделий из фотополимеров способом трехмерной печати имеет циклический характер, предусматривающий, как правило, несколько последовательных технологических этапов: The production of products from photopolymers using three-dimensional printing is cyclical in nature, usually involving several successive technological stages:
- подготовку проекта печати; - установку и позиционирование несущей платформы; - preparation of a printing project; - installation and positioning of the supporting platform;
- построение изделий; - construction of products;
- отделение изделий от несущей платформы; - separation of products from the supporting platform;
- очистку изделий от остатков неотвержденного фотополимера; - cleaning products from residues of uncured photopolymer;
- сушку изделий; - drying of products;
- финишную полимеризацию изделий; - final polymerization of products;
- сортировку изделий. - sorting of products.
Подготовку проекта печати выполняют с помощью специализированного программного обеспечения, используя цифровые модели изделий - размещают виртуальные модели и поддерживающие изделия элементы на платформе построения. Обычно, указанная операция частично автоматизирована, но, как правило, нуждается в участии оператора. The preparation of a printing project is carried out using specialized software, using digital models of products - virtual models and supporting elements of the product are placed on the construction platform. Typically, this operation is partially automated, but, as a rule, requires the participation of an operator.
Установку несущей платформы в ЗО-принтер выполняют вручную или с применением роботизированных устройств. Installation of the carrier platform into the ZO printer is performed manually or using robotic devices.
Позиционирование несущей платформы выполняют как часть процесса калибровки ЗО-принтера вручную или с применением автоматических систем и программного обеспечения, входящих в состав 3D принтера. Positioning of the carrier platform is performed as part of the calibration process of the 3D printer manually or using automatic systems and software included in the 3D printer.
Построение изделия выполняют в автоматическом режиме средствами 3D- принтера. The construction of the product is carried out automatically using a 3D printer.
Отделение изделий от несущей платформы обычно производится при отсоединенной от 3D- принтера платформе с помощью механических приспособлений и инструмента. В других вариантах изделия отделяют от платформы непосредственно в ЗО-принтере, используя специальные приспособления и инструмент. Также отделение изделий от платформы автоматизируют с использованием роботов-манипуляторов. Separation of products from the supporting platform is usually carried out with the platform disconnected from the 3D printer using mechanical devices and tools. In other versions, products are separated from the platform directly in the ZO printer using special devices and tools. Also, the separation of products from the platform is automated using robotic manipulators.
Очистку изделия от остатков неотвержденного фотополимера, выполняют в отдельном моечном устройстве с помощью растворителя и/или моющего средства, содержащего ПАВ. Также для удаления с поверхности изделий неотвержденного фотополимера используют центрифуги. Cleaning the product from remnants of uncured photopolymer is carried out in a separate washing device using a solvent and/or detergent containing a surfactant. Centrifuges are also used to remove uncured photopolymer from the surface of products.
Сушка изделий осуществляется, например, путем обдува теплым воздухом.Products are dried, for example, by blowing warm air.
Очищенные от остатков фотополимера изделия облучают актиничным излучением и/или нагревают для финишной полимеризации в соответствующих устройствах постобработки - камерах облучения и термических печах. Products cleared of photopolymer residues are irradiated with actinic radiation and/or heated for final polymerization in appropriate post-processing devices - irradiation chambers and thermal furnaces.
Передача изделий между описанными технологическими этапами обычно осуществляется вручную либо посредством роботизированных устройств, а для каждой из перечисленных операции используют отдельные технологические устройства, инструмент и оснастку - кассеты и контейнеры. The transfer of products between the described technological stages is usually carried out manually or using robotic devices, and for Each of the listed operations uses separate technological devices, tools and equipment - cassettes and containers.
Сортировку изделий осуществляют вручную или с применением автоматических устройств, считывающих маркировочные коды, нанесенные на изделия в процессе производства. Sorting of products is carried out manually or using automatic devices that read marking codes applied to products during the production process.
Очевидно, что для массового производства однотипных индивидуально проектируемых изделий, например, таких, как: модели» для производства прозрачных дентальных элайнеров, дентальные элайнеры, ортопедические обувные стельки, подошвы для обуви, оправы очков, выжигаемые литейные модели, типографские фотоформы, и др., предпочтительным является непрерывный процесс производства, свободный от промежуточных и ручных операций, операций перегрузки, промежуточного хранения изделий и оборота большого количества оснастки. Obviously, for the mass production of the same type of individually designed products, for example, such as: models for the production of transparent dental aligners, dental aligners, orthopedic shoe insoles, shoe soles, eyeglass frames, burned-out casting models, printing photo forms, etc., Preferred is a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products and turnover of large quantities of equipment.
Обеспечение возможности непрерывного производства, когда ЗО-печать и все операции постобработки осуществляются в одном потоке автоматически и решают способ и устройство по заявляемому изобретению. Ensuring the possibility of continuous production, when 3D printing and all post-processing operations are carried out in one thread automatically and solve the method and device according to the claimed invention.
Уровень техники для способа поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки. State of the art for a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle.
Известен способ формирования изделия из жидкого фотополимера, описанный в способе непрерывной жидкостной межфазной печати (патент США на изобретение № US9205601B2, МПК В29С67/00; В29СЗЗ/58; В29СЗЗ/62; G03F7/00, публ. 08.12.2015 [1]). В указанном способе изделие, закрепленное на перемещаемой платформе, формируется из жидкого слоя фотополимера на границе ингибированного слоя при экспозиции актиничным излучением в виде непрерывной последовательности сечений на поверхность фотополимера, ограниченного проницаемым для кислорода окном прозрачным для актиничного излучения, и при однонаправленном перемещении платформы с закрепленным изделием от указанного окна. Благодаря ингибированному кислородом слою фотополимера, который остается жидким уменьшают прилипание изделия к окну. There is a known method for forming a product from a liquid photopolymer, described in the method of continuous liquid interphase printing (US patent for invention No. US9205601B2, IPC B29С67/00; B29СЗЗ/58; В29СЗЗ/62; G03F7/00, published 12/08/2015 [1]). In this method, a product fixed on a moving platform is formed from a liquid layer of photopolymer at the boundary of the inhibited layer during exposure to actinic radiation in the form of a continuous sequence of sections on the surface of the photopolymer, limited by an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation, and during unidirectional movement of the platform with the fixed product from the specified window. Thanks to the oxygen-inhibited photopolymer layer, which remains liquid, the sticking of the product to the window is reduced.
Недостатком указанного способа является его недостаточная производительность. Объясняется это следующим: после построения ограниченного количества изделий, закрепленных на платформе устройства, процесс печати останавливают, удаляют платформу с изделиями, и выполняют операции отделения изделий от платформы, очистку изделий от остатков фотополимера и финишной полимеризации облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из операций отдельное устройство. The disadvantage of this method is its insufficient productivity. This is explained as follows: after building a limited number of products fixed on the platform of the device, the printing process is stopped, the platform with the products is removed, and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating, using a separate device for each operation.
Известно техническое решение, описанное в способе изготовления целого трехмерного объекта из слоев фотоформируемой композиции (патент США на изобретение № US5122441 А, МПК В29С35/08; В29С67/00; В29К105/24; G03C9/08, публ. 16.06.1992 [2]). В указанном способе изделие, закрепленное на перемещаемой платформе, формируется из жидкого фотополимера при экспозиции актиничным излучением на поверхность фотополимера ограниченного проницаемым для кислорода окном прозрачным для актиничного излучения, после экспозиции указанное окно совершает скользящее движение, изделие, закрепленное на платформе, перемещают на толщину слоя и повторяют цикл. Благодаря ингибированному кислородом слою фотополимера, который остается жидким, уменьшают степень прилипания изделия к окну. A known technical solution is described in a method for manufacturing an entire three-dimensional object from layers of a photoformable composition (US patent for invention No. US5122441 A, IPC B29C35/08; B29C67/00; B29K105/24; G03C9/08, published 06/16/1992 [2]) . In this method, a product mounted on a moving platform is formed from a liquid photopolymer upon exposure to actinic radiation on the surface of a photopolymer limited by an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation; after exposure, the specified window makes a sliding movement, the product fixed on the platform is moved to the thickness of the layer and repeat the cycle. Thanks to the oxygen-inhibited layer of photopolymer, which remains liquid, the degree of adhesion of the product to the window is reduced.
Недостатком указанного способа является его недостаточная производительность. Объясняется это следующим: после построения ограниченного количества изделий, закрепленных на платформе устройства, процесс печати останавливают, удаляют платформу с изделиями и выполняют операции отделения изделий от платформы, очистку изделий от остатков фотополимера и финишной полимеризации облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из операций отдельное устройство. The disadvantage of this method is its insufficient productivity. This is explained as follows: after building a limited number of products mounted on the device platform, the printing process is stopped, the platform with the products is removed and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using for each from operations a separate device.
Известен способ формирования изделия из жидкого фотополимера, описанный в аппаратных конфигурациях многоволновой стереолитографии (патент США на изобретение № US10935891B2, МПК В29С64/129; В29С64/268; В29С64/282; В29С64/393; G03F7/00; G03F7/20; B33Y10/00; B33Y30/00; B33Y50/02, публ. 02.03.2021 [3]). В указанном способе, изделие, закрепленное на перемещаемой внутри емкости с фотополимером платформе, формируется из жидкого слоя фотополимера на границе ингибированного слоя при экспозиции актиничным излучением первого источника в виде непрерывной последовательности сечений на поверхность фотополимера, при этом ингибирование граничного слоя обеспечивается воздействием излучения второго источника актиничного излучения, имеющего длину волны отличную от длины волны первого источника, активирующего фотоингибитор, входящий в состав указанного полимера, в процессе построения платформа, на которой закреплено изделие перемещается по направлению от окна. Благодаря ингибированному кислородом слою фотополимера, который остается жидким, уменьшается прилипание изделия к окну. Недостатком указанного способа является недостаточная производительность. Объясняется это следующим: после построения ограниченного количества изделий, закрепленных на платформе устройства, процесс печати останавливают, удаляют платформу с изделиями, и выполняют операции отделения изделий от платформы, очистку изделий от остатков фотополимера и финишной полимеризации облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из операций отдельное устройство. The method of forming a product from a liquid photopolymer described in hardware configurations of multi -wave stereolithography (US patent for the invention No. US10935891b2, MPC B29S64/129; B29C68; B29S64/282; B29S64/393; G03F7/00; G03F7/20; Y10/00 ; B33Y30/00; B33Y50/02, published 03/02/2021 [3]). In this method, a product mounted on a platform moving inside a container with a photopolymer is formed from a liquid layer of photopolymer at the boundary of the inhibited layer upon exposure to actinic radiation of the first source in the form of a continuous sequence of sections on the surface of the photopolymer, while inhibition of the boundary layer is ensured by exposure to radiation from the second source of actinic radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source that activates the photoinhibitor included in the specified polymer; during the construction process, the platform on which the product is fixed moves in the direction from the window. Thanks to the oxygen-inhibited photopolymer layer, which remains liquid, the sticking of the product to the window is reduced. The disadvantage of this method is insufficient productivity. This is explained as follows: after building a limited number of products mounted on the device platform, the printing process is stopped, the platform with the products is removed, and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using each operation has a separate device.
В изобретении «Твердая система визуализации с использованием ингибирования фотоотверждения» описан способ, обеспечивающий преодоление прилипания изделия к разделительной поверхности (прозрачному окну) при построении изделий свободной формы (патент США на изобретение № US5236326A, МПК В29С67/00; В29С35/08, публ. 17.08.1993 [4]). Экспозиция сечения производится лазерным сканирующим устройством с одной длинной волны, а активация фотоигибитора, входящего в состав фотоплимера, осуществляется источником актиничного излучения с другой длиной волны. Формируемое изделие закреплено на платформе, перемещаемой по направлению от окна, после формирования каждого слоя. Благодаря ингибированному слою фотополимера, который остается жидким, уменьшается прилипание изделия к окну. The invention “Solid Imaging System Using Photocuring Inhibition” describes a method for overcoming the adhesion of a product to a separating surface (transparent window) when constructing free-form products (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 17.08 .1993 [4]). The cross-section is exposed by a laser scanning device with one wavelength, and the activation of the photoinhibitor included in the photoplymer is carried out by a source of actinic radiation with a different wavelength. The product being formed is fixed on a platform that is moved away from the window after each layer is formed. Thanks to the inhibited layer of photopolymer, which remains liquid, the sticking of the product to the window is reduced.
Недостатком указанного способа является низкая производительность. Объясняется это следующим: после построения ограниченного количества изделий, закрепленных на платформе устройства, процесс печати останавливают, извлекают платформу с изделиями, и выполняют операции отделения изделий от платформы, очистку изделий от остатков фотополимера и финишной полимеризации облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из операций отдельное устройство. The disadvantage of this method is low productivity. This is explained as follows: after building a limited number of products fixed on the platform of the device, the printing process is stopped, the platform with the products is removed, and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using each operation has a separate device.
Также известен способ изготовления пленки из фотополимера, описанный в этом же изобретении «Твердая система визуализации с использованием ингибирования фотоотверждения» (патент США на изобретение № US5236326A, МПК В29С67/00; В29С35/08, публ. 17.08.1993 [4]). В указанном патенте описан технологический процесс, в котором изготавливают пленку экспонированием фотополимера актиничным излучением, вызывающим его полимеризацию. Экспозицию производят через окно в емкости при одновременной экспозиции этого же участка излучением, имеющим длину волны отличную от длины волны первого источника для активации фотоингибитора, входящего в состав указанного полимера и создания слоя жидкого фотополимера вдоль границы раздела между окном и формируемой пленкой. Готовая, непрерывно производимая пленка, непрерывно удаляется из области формирования. A method for producing a film from a photopolymer is also known, described in the same invention “Solid imaging system using photocuring inhibition” (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 08.17.1993 [4]). This patent describes a technological process in which a film is made by exposing a photopolymer to actinic radiation, causing its polymerization. Exposure is carried out through a window in the container while simultaneously exposing the same area to radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source to activate the photoinhibitor included in the specified polymer and create a layer of liquid photopolymer along the interface between the window and formed by film. The finished, continuously produced film is continuously removed from the forming area.
Недостатком указанного способа является невозможность производства указанным непрерывным способом трехмерных изделий свободной формы. Объясняется это следующим: пленку в области экспозиции всегда перемещают параллельно поверхности окна, и также в способе не реализуют функцию пространственной модуляции источника актиничного излучения, что не позволяет быстро, качественно и эффективно производить трехмерные изделия «свободной формы». Понятие «свободная форма» в данном контексте подразумевает изделия со сложной пространственной геометрической конфигурацией, несимметричные, имеющие большое количество детализации и подобные. The disadvantage of this method is the impossibility of producing three-dimensional free-form products using this continuous method. This is explained by the following: the film in the exposure area is always moved parallel to the surface of the window, and also the method does not implement the function of spatial modulation of the source of actinic radiation, which does not allow the quick, high-quality and efficient production of three-dimensional “free-form” products. The concept of “free form” in this context implies products with a complex spatial geometric configuration, asymmetrical, having a large amount of detail, and the like.
Известен способ трехмерного производства непрерывных листов материала, который описан в техническом решении «Способ и устройств для трехмерного изготовления непрерывных листов материала» (заявка США № US2018001552A1, МПК В29С64/124; В29С64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, публ. 04.01.2018 [5]). В указанном способе механизм с приводными роликами транспортирует формируемый фотолитографическим способом непрерывный лист. Формирование указанного листа из фотополимера на поверхности оптически прозрачного окна в емкости построения с фотополимером осуществляется в соответствии с традиционной для фотополимерной трехмерной печати схемой - при движении снизу-вверх и ортогональной ориентации экспонируемого сечения по отношению к направлению перемещения изделия. Уменьшение степени прилипания формируемого изделия к поверхности прозрачного окна емкости построения обеспечивается кислородным ингибированием граничного слоя фотополимера. Производимый листовой материал имеет перфорацию для вырезания готовых изделий, таких, например, как обувные подошвы. There is a known method for the three-dimensional production of continuous sheets of material, which is described in the technical solution “Method and devices for the three-dimensional production of continuous sheets of material” (US application No. US2018001552A1, IPC B29C64/124; B29C64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, publ. 04.01 .2018 [5]). In this method, a mechanism with drive rollers transports a continuous sheet formed by photolithography. The formation of the specified sheet of photopolymer on the surface of an optically transparent window in a building container with photopolymer is carried out in accordance with the traditional scheme for photopolymer three-dimensional printing - with a bottom-up movement and orthogonal orientation of the exposed section relative to the direction of movement of the product. Reducing the degree of adhesion of the formed product to the surface of the transparent window of the construction container is ensured by oxygen inhibition of the boundary layer of the photopolymer. The produced sheet material is perforated for cutting finished products, such as shoe soles.
Недостатками указанного способа являются недостаточная производительность и недостаточная экономичность процесса. Объясняется это следующим: ортогональная, относительно вектора перемещения, проекция ограничивает максимальную единовременную площадь экспозиции, и, таким образом ограничивает производительность способа. Т.е., при осуществлении данного способа, возникает необходимость вырезать из листа заготовки изделий, таких как, например, обувные подошвы, что приводит к большому количеству отходов и большому расходу фотополимера. Также в данном процессе необходимо осуществлять чистку изделий от остатков фотополимера и финишную полимеризацию облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из операций отдельное устройство. The disadvantages of this method are insufficient productivity and insufficient efficiency of the process. This is explained as follows: an orthogonal projection relative to the displacement vector limits the maximum simultaneous exposure area, and thus limits the productivity of the method. That is, when implementing this method, it becomes necessary to cut product blanks from the sheet, such as, for example, shoe soles, which leads to a large amount of waste and high consumption of photopolymer. Also in this process it is necessary to clean the products from photopolymer residues and finish polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating, using a separate device for each operation.
Известен способ изготовления трехмерных моделей, который описан в патентной заявке «Способ и устройство для изготовления трехмерных моделей» (заявка США № US20130026680A1, МПК В29С35/08; В29С69/00, публ. 31.01.2013 [6])». В указанном способе трехмерные изделия формируют склеиванием дисперсного материала, селективно распыляя связующее на последовательно наносимые слои указанного материала, причем дисперсный материал располагают на конвейерной ленте, а слои дисперсного материала укладывают под острым углом к поверхности конвейерной ленты и перемещают указанную ленту для построения каждого последующего слоя. There is a known method for producing three-dimensional models, which is described in the patent application “Method and device for producing three-dimensional models” (US application No. US20130026680A1, IPC B29C35/08; B29C69/00, published 01.31.2013 [6]).” In this method, three-dimensional products are formed by gluing dispersed material, selectively spraying a binder onto sequentially applied layers of said material, wherein the dispersed material is placed on a conveyor belt, and the layers of dispersed material are laid at an acute angle to the surface of the conveyor belt and the said belt is moved to build each subsequent layer.
Метод предусматривает также селективное спекание дисперсного материала.The method also involves selective sintering of dispersed material.
Недостатком указанного способа является то, что селективное нанесение связующего или селективное спекание дисперсного материала осуществляется последовательно для каждого элементарного участка слоя, кроме того каждый слой дисперсного материала наносят, реализуя отдельную операцию, останавливая процесс распыления связующего в связи чем скорость формирования изделий чрезвычайно мала. The disadvantage of this method is that selective application of a binder or selective sintering of dispersed material is carried out sequentially for each elementary section of the layer; in addition, each layer of dispersed material is applied in a separate operation, stopping the process of spraying the binder due to which the rate of formation of products is extremely low.
Также указанный способ не позволяет реализовывать построение изделий методом фотолитографии из жидкой фотополимерной композиции. Also, this method does not allow the construction of products using photolithography from a liquid photopolymer composition.
Известен технологический процесс, описанный в патентной заявке «Устройство для изготовления трехмерных моделей с специальными строительными платформами и системами привода» (заявка США № US20150224718 А1, МПК В29С67/00, публ. 13.08.2015 [7])». В указанном способе трехмерные изделия формируют склеиванием дисперсного материала, селективно распыляя связующее на последовательно наносимые слои указанного материала, при этом дисперсный материал располагают на конвейерной ленте (подвижная опорная поверхность), укладывая слои дисперсного материала под острым углом к поверхности конвейерной ленты, и перемещают указанную ленту для построения каждого последующего слоя. The technological process described in the patent application “Device for the production of three-dimensional models with special construction platforms and drive systems” (US application No. US20150224718 A1, IPC B29C67/00, published 08.13.2015 [7]) is known.” In this method, three-dimensional products are formed by gluing dispersed material, selectively spraying a binder onto sequentially applied layers of the specified material, while the dispersed material is placed on a conveyor belt (moving support surface), laying layers of dispersed material at an acute angle to the surface of the conveyor belt, and the specified belt is moved to build each subsequent layer.
Недостатком указанного способа является то, что селективное нанесение связующего осуществляется последовательно для каждого элементарного участка слоя, кроме того каждый слой дисперсного материала наносят, реализуя отдельную операцию, и останавливая процесс распыления связующего, в связи чем скорость формирования изделий чрезвычайно мала. Указанный способ не позволяет реализовывать построение изделий методом фотолитографии из жидкой фотополимерной композиции. The disadvantage of this method is that the selective application of the binder is carried out sequentially for each elementary section of the layer; in addition, each layer of dispersed material is applied, implementing a separate operation, and stopping the process of spraying the binder, and therefore the rate of formation of products is extremely low. This method does not allow implement the construction of products using the photolithography method from a liquid photopolymer composition.
Наиболее близким к заявленному способу является технологический процесс - способ поточного изготовления изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера, отверждаемого актиничным излучением, описанный в патенте «Устройство для формирования твердого тела и способы его использования (Imager Assembly and Method for Solid Imaging, заявка CHIA № US20080169586A1, МПК B29C35/08; G06K9/36, публ. 17.07.2008 [10]). Этот способ предусматривает экспозицию сечения формируемого изделия актиничным излучением, направленного на поверхность жидкого фотополимера, ограниченную прозрачным для такого излучения окном емкости построения, которое образует плоскость построения, отверждение жидкого фотополимера в пределах экспонируемого сечения формируемого изделия, перемещение формируемого изделия, закрепленного на подвижной опорной поверхности, по направлению от прозрачного окна, смену проекции сечения и циклическое повторение указанных действий. Т.е. при реализации указанного способа на прозрачном окне платформы построения размещают фотополимерную композицию, источником актиничного излучения осуществляют экспозицию сечений формируемого изделия при ортогональных к плоскости построения возвратно поступательных движениях платформы подъемника, на которой посредством вакуумного присасывания закреплен участок непрерывной ленты, и формируют изделие, закрепленное на поверхности указанной ленты. При завершении формирования изделия ленту перематывают на один шаг, и повторяют цикл для формирования следующего изделия, при достижении принимающего ролика, изделия отделяются от непрерывной ленты и помещаются в приемный контейнер. The closest to the claimed method is the technological process - a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer cured by actinic radiation, described in the patent “Device for forming a solid body and methods for its use (Imager Assembly and Method for Solid Imaging, CHIA application No. US20080169586A1, IPC B29C35/08; G06K9/36, published 07.17.2008 [10]). This method involves exposing a cross-section of the product being formed to actinic radiation directed at the surface of a liquid photopolymer, limited by a window of the construction tank transparent to such radiation, which forms the construction plane, curing the liquid photopolymer within the exposed cross-section of the product being formed, moving the product being formed, mounted on a movable support surface, in the direction from the transparent window, changing the section projection and cyclically repeating the indicated actions. Those. When implementing this method, a photopolymer composition is placed on a transparent window of the construction platform, a source of actinic radiation is used to expose sections of the product being formed with reciprocating movements of the lift platform orthogonal to the construction plane, on which a section of a continuous tape is fixed by means of vacuum suction, and a product is formed, fixed to the surface of the specified tapes. When the formation of the product is completed, the tape is rewound one step, and the cycle is repeated to form the next product; upon reaching the receiving roller, the products are separated from the continuous belt and placed in a receiving container.
Недостатками указанного способа являются недостаточная производительность и недостаточная экономичность. Объясняется это следующим: изделия формируют поочередно при ортогональной проекции сечений, выполняя для каждого формируемого слоя изделия подъем и опускание платформы подъемника с перерывами в экспозиции на время указанных перемещений. Перерывы в экспозиции значительно уменьшают скорость производства и снижают производительность в целом. А на время перемотки непрерывной ленты для транспортировки изделий процесс построения останавливают полностью. Остановка построения полностью также значительно уменьшает скорость производства и значительно снижает производительность в целом. Также известное устройство не реализует функции постобработки готовых изделий. Таким образом, указанное устройство не позволяет увеличить скорость производства изделий, не позволяет достичь улучшения качества производимых изделий, и также это устройство имеет ограниченные функциональные возможности. The disadvantages of this method are insufficient productivity and insufficient efficiency. This is explained as follows: the products are formed one by one using an orthogonal projection of the sections, performing for each formed layer of the product the lifting platform is raised and lowered with breaks in exposure for the duration of the indicated movements. Interruptions in exposure significantly reduce production speed and reduce overall productivity. And while the continuous belt is being rewinded to transport products, the construction process is stopped completely. Stopping the build completely also significantly reduces production speed and significantly reduces productivity overall. Also, the known device is not implements post-processing functions of finished products. Thus, this device does not allow increasing the speed of production of products, does not improve the quality of manufactured products, and also this device has limited functionality.
Уровень техники в отношении устройства для способа поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки. State of the art in relation to a device for a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a complete post-processing cycle.
Известно устройство для изготовления изделий способом трехмерной печати из жидкого фотополимера отверждаемого актиничным излучением, описанное в способе непрерывной жидкостной межфазной печати (патент США на изобретение № US9205601B2, МПК В29С67/00; В29СЗЗ/58; В29СЗЗ/62; G03F7/00, публ. 08.12.2015 [1]), которое содержит: емкость построения для размещения фотополимера с проницаемым для кислорода окном прозрачным для актиничного излучения, источник актиничного излучения с пространственной модуляцией, предназначенный для экспозиции сечений формируемого изделия на поверхность фотополимера, механизм перемещения формируемого изделия с перемещаемой платформой. В указанном устройстве изделие, закрепленное на перемещаемой платформе, формируется из жидкого слоя фотополимера на границе ингибированного кислородом слоя при экспозиции актиничным излучением в виде непрерывной последовательности сечений на поверхность фотополимера ограниченного проницаемым для кислорода окном прозрачным для актиничного излучения при однонаправленном перемещении платформы с закрепленным изделием от указанного окна. Указанное устройство обеспечивает уменьшение степени прилипания изделия к окну благодаря ингибированному слою фотополимера, который остается жидким. A device is known for the manufacture of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer cured by actinic radiation, described in a method of continuous liquid interfacial printing (US patent for invention No. US9205601B2, IPC B29S67/00; B29SZZ/58; B29SZZ/62; G03F7/00, published 08.12 .2015 [1]), which contains: a building container for placing a photopolymer with an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation with spatial modulation intended for exposing sections of the product being formed to the surface of the photopolymer, a mechanism for moving the product being formed with a movable platform. In the specified device, a product fixed on a moving platform is formed from a liquid layer of photopolymer at the boundary of a layer inhibited by oxygen during exposure to actinic radiation in the form of a continuous sequence of sections on the surface of a photopolymer limited by an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation during unidirectional movement of the platform with the fixed product from the specified window. This device reduces the degree of adhesion of the product to the window due to the inhibited layer of photopolymer, which remains liquid.
Недостатком указанного устройства является недостаточная производительность. Объясняется это следующим: платформа построения предусматривает размещение ограниченного количества изделий; после построения изделий процесс печати останавливают, удаляют платформу с изделиями и выполняют операции отделения изделий от платформы, очистку изделий от остатков фотополимера, и осуществляют финишную полимеризацию облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из указанных операций отдельное устройство. The disadvantage of this device is insufficient performance. This is explained by the following: the construction platform provides for the placement of a limited number of products; After constructing the products, the printing process is stopped, the platform with the products is removed and the operations of separating the products from the platform are performed, cleaning the products from photopolymer residues, and finishing polymerization is carried out by irradiation with actinic radiation and/or heating, using a separate device for each of these operations.
Известно устройство, описанное в «Способ изготовления целого трехмерного объекта из слоев фотоформатимой композиции (патент США на изобретение № US5122441A, МПК B29C35/08; В29С67/00; В29К105/24; (IPC1-7): G03C9/08, публ. 16.06.1992 [8]), содержащее емкость построения для размещения фотополимера, с проницаемым для кислорода окном прозрачным для актиничного излучения и снабженным приводом для его бокового перемещения, источник актиничного излучения с пространственной модуляцией. Указанное устройство обеспечивает уменьшение прилипания изделия к прозрачному окну, благодаря ингибированному кислородом слою фотополимера, который остается жидким - это увеличивает скорость построения. A known device is described in “Method of manufacturing an entire three-dimensional object from layers of a photoformatable composition (US patent for invention No. US5122441A, IPC B29C35/08; В29С67/00; V29K105/24; (IPC1-7): G03C9/08, publ. 06.16.1992 [8]), containing a building container for placing a photopolymer, with an oxygen-permeable window transparent to actinic radiation and equipped with a drive for its lateral movement, a source of actinic radiation with spatial modulation. This device reduces the adhesion of the product to the transparent window, thanks to the oxygen-inhibited layer of photopolymer, which remains liquid - this increases the construction speed.
Недостатком указанного устройства является недостаточная производительность. Объясняется это следующим: платформа построения предусматривает размещение ограниченного количества изделий, и, соответственно, в процессе работы устройства, необходимо прерывать процесс производства для снятия изделий с платформы. А для очистки изделий от остатков фотополимера и финишной полимеризации облучением актиничным излучением и/или разогревом, необходимо использовать отдельные устройства. The disadvantage of this device is insufficient performance. This is explained as follows: the construction platform provides for the placement of a limited number of products, and, accordingly, during the operation of the device, it is necessary to interrupt the production process to remove products from the platform. And to clean products from photopolymer residues and final polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating, it is necessary to use separate devices.
Известно устройство, описанное в техническом решении «Аппаратные конфигурации многоволновой стереолитографии» (патент США на изобретение № US10935891B2, МПК В29С64/129; В29С64/268; В29С64/282; В29С64/393; G03F7/00; G03F7/20; B33Y10/00; B33Y30/00; B33Y50/02, публ. 02.03.2021 [3]), которое применимо для изготовления изделий способом трехмерной печати из жидкого фотополимера отверждаемого актиничным излучением. Такое устройство содержит: емкость построения для размещения фотополимера с окном прозрачным для актиничного излучения, первый источник актиничного излучения с пространственной модуляцией, предназначенный для экспозиции сечений формируемого изделия на поверхность фотополимера, второй немодулированный источник актиничного излучения, имеющий длину волны отличную от длины волны первого источника, механизм перемещения формируемого изделия с перемещаемой платформой. A device is known, described in the technical solution “Hardware configurations for multi-wave stereolithography” (US patent for invention No. US10935891B2, IPC B29C64/129; B29C64/268; B29C64/282; B29C64/393; G03F7/00; G03F7/20; B33Y10/00; B33Y30/00; B33Y50/02, published 03/02/2021 [3]), which is applicable for the manufacture of products by three-dimensional printing from liquid photopolymer cured by actinic radiation. Such a device contains: a building capacity for placing a photopolymer with a window transparent to actinic radiation, a first source of actinic radiation with spatial modulation intended for exposing sections of the product being formed to the surface of the photopolymer, a second unmodulated source of actinic radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source, mechanism for moving the formed product with a movable platform.
В указанном устройстве изделие, закрепленное на перемещаемой внутри емкости с фотополимером платформе, формируется из жидкого слоя фотополимера на границе ингибированного слоя при экспозиции актиничным излучением в виде непрерывной последовательности сечений на поверхность фотополимера, при этом ингибирование граничного слоя обеспечивается воздействием излучения второго источника актиничного излучения, имеющего длину волны отличную от длины волны первого источника, активирующего фотоингибитор входящий в состав указанного полимера. В процессе построения платформа, на которой закреплено изделие, перемещается по направлению от окна. Использование указанного устройства позволяет уменьшить прилипание изделия к окну, что увеличивает скорость построения. In the specified device, a product mounted on a platform moving inside a container with a photopolymer is formed from a liquid layer of photopolymer at the boundary of the inhibited layer upon exposure to actinic radiation in the form of a continuous sequence of sections on the surface of the photopolymer, while inhibition of the boundary layer is ensured by exposure to radiation from a second source of actinic radiation having a wavelength different from the wavelength of the first source that activates the photoinhibitor included in the composition of the specified polymer. During the construction process, the platform on which the product is fixed moves away from the window. The use of this device makes it possible to reduce the sticking of the product to the window, which increases the speed of construction.
Недостатком указанного устройства является недостаточная производительность. Объясняется это следующим: платформа построения предусматривает размещение ограниченного количества изделий, после их построения процесс печати останавливают, удаляют платформу с изделиями, и выполняют операции отделения изделий от платформы, очистку изделий от остатков фотополимера и финишную полимеризацию облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из операций отдельное устройство. The disadvantage of this device is insufficient performance. This is explained as follows: the construction platform provides for the placement of a limited number of products, after their construction the printing process is stopped, the platform with the products is removed, and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using each operation has a separate device.
В изобретении «Твердая система визуализации с использованием ингибирования фотоотверждения» (патент США на изобретение № US5236326A, МПК В29С67/00; В29С35/08, публ. 17.08.1993 [4]) описано устройство, обеспечивающее преодоление прилипания изделия к разделительной поверхности (прозрачному окну) при построении изделий свободной формы. Экспозиция сечения производится лазерным сканирующим устройством с одной длинной волны, а активация фотоигибитора, входящего в состав фотоплимера, осуществляется источником актиничного излучения с другой длиной волны. Формируемое изделие закреплено на платформе, перемещаемой по направлению от окна, после формирования каждого слоя. The invention “Solid imaging system using inhibition of photocuring” (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 08/17/1993 [4]) describes a device that ensures overcoming the sticking of a product to a separating surface (transparent window ) when constructing free-form products. The cross-section is exposed by a laser scanning device with one wavelength, and the activation of the photoinhibitor included in the photoplymer is carried out by a source of actinic radiation with a different wavelength. The product being formed is fixed on a platform that is moved away from the window after each layer is formed.
Недостатком указанного устройства является низкая производительность. Объясняется это следующим: платформа построения предусматривает размещение ограниченного количества изделий, после их построения процесс печати останавливают, удаляют платформу с изделиями и выполняют операции отделения изделий от платформы, очистку изделий от остатков фотополимера и финишную полимеризацию облучением актиничным излучением и/или разогревом, используя для каждой из операций отдельное устройство. The disadvantage of this device is low performance. This is explained as follows: the construction platform provides for the placement of a limited number of products, after their construction the printing process is stopped, the platform with the products is removed and the operations of separating the products from the platform, cleaning the products from photopolymer residues and finishing polymerization by irradiation with actinic radiation and/or heating are performed, using for each from operations a separate device.
В этом же изобретении «Твердая система визуализации с использованием ингибирования фотоотверждения» (патент США на изобретение № US5236326A, МПК В29С67/00; В29С35/08, публ. 17.08.1993 [4]) описано устройство для изготовления пленки из фотополимера. В этом устройстве, от первого источника через окно в емкости экспонируют фотополимер актиничным излучением, вызывающим его полимеризацию, одновременно осуществляют экспозицию этого же участка излучением от второго источника, имеющего длину волны отличную от длины волны первого источника. Излучение второго источника активирует фотоингибитор, входящий в состав указанного полимера, что обеспечивает наличие слоя жидкого фотополимера вдоль границы раздела между окном в емкости и формируемой пленкой. Готовая, непрерывно производимая плёнка, удаляется из области формирования, во время построения совершая скользящее движение вдоль поверхности окна в емкости с фотополимером. The same invention, “Solid imaging system using inhibition of photocuring” (US patent for invention No. US5236326A, IPC B29C67/00; B29C35/08, published 08/17/1993 [4]) describes a device for making a film from a photopolymer. In this device, the photopolymer is exposed to actinic radiation from the first source through a window in the container, causing its polymerization, and at the same time the same area is exposed to radiation from the second source, which has a wavelength different from the wavelength of the first source. Radiation from the second source activates a photoinhibitor included in the composition of the specified polymer, which ensures the presence of a layer of liquid photopolymer along the interface between the window in the container and the film being formed. The finished, continuously produced film is removed from the formation area, during construction, making a sliding movement along the surface of the window in a container with photopolymer.
Недостатком указанного устройства является невозможность непрерывного производства трехмерных изделий свободной формы. Объясняется это следующим: конструкция устройства обеспечивает изготовление только двумерного изделия, форма которого задана и ограничена конструкцией устройства. Перемещение формируемой пленки осуществляется исключительно вдоль поверхности окна, а источник актиничного излучения не реализует функцию пространственной модуляции. The disadvantage of this device is the impossibility of continuous production of three-dimensional free-form products. This is explained as follows: the design of the device ensures the production of only a two-dimensional product, the shape of which is specified and limited by the design of the device. The movement of the formed film is carried out exclusively along the surface of the window, and the source of actinic radiation does not implement the function of spatial modulation.
Известно устройство для трехмерного производства непрерывных листов материала, которое описано в техническом решении «Способ и устройство для трехмерного изготовления непрерывных листов материала» (заявка США № US2018001552A1, МПК В29С64/124; В29С64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, публ. 04.01.2018 [5]). Устройство содержит емкость для фотополимера с окном прозрачным для актиничного излучения, источник актиничного излучения с пространственной модуляцией, механизм с приводными роликами, который транспортирует формируемый фотолитографическим способом непрерывный лист. Для обеспечения кислородного ингибированием граничного слоя фотополимера, окно выполнено проницаемым для кислорода. Формирование из фотополимера на поверхности оптически прозрачного окна в емкости с фотополимером осуществляется в соответствии с традиционной для фотополимерной трехмерной печати схемой при движении снизу-вверх и ортогональной ориентации экспонируемого сечения по отношению к направлению перемещения изделия. Производимый листовой материал имеет перфорацию для вырезания готовых изделий, таких как, например, обувные подошвы. A device for three-dimensional production of continuous sheets of material is known, which is described in the technical solution “Method and device for three-dimensional production of continuous sheets of material” (US application No. US2018001552A1, IPC B29C64/124; B29C64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, publ. 01/04/2018 [5]). The device contains a container for photopolymer with a window transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation with spatial modulation, and a mechanism with drive rollers that transports a continuous sheet formed by photolithography. To provide oxygen inhibition to the photopolymer boundary layer, the window is made permeable to oxygen. The formation of an optically transparent window from a photopolymer on the surface in a container with a photopolymer is carried out in accordance with the traditional scheme for photopolymer three-dimensional printing when moving from bottom to top and orthogonal orientation of the exposed section relative to the direction of movement of the product. The produced sheet material is perforated for cutting finished products, such as shoe soles.
Недостатками указанного устройства являются недостаточная производительность и недостаточная экономичность. Объясняется это следующим: ортогональная, относительно вектора перемещения, проекция ограничивает максимальную единовременную площадь экспозиции, и, таким образом ограничивает производительность устройства. Конструкцией устройства предусмотрено изготовление только листа постоянной толщины, при этом необходимость вырезать из листа заготовки изделий, такие как обувные подошвы, приводит к большому количеству отходов и большому расходу фотополимера. The disadvantages of this device are insufficient performance and insufficient efficiency. This is explained as follows: an orthogonal projection relative to the displacement vector limits the maximum simultaneous exposure area, and thus limits the performance of the device. The design of the device provides for the production of only a sheet of constant thickness, while The need to cut product blanks, such as shoe soles, from sheets leads to a large amount of waste and high consumption of photopolymer.
Известно устройство, описанное в патентной заявке «Способ и устройство для изготовления трехмерных моделей» (заявка США № US2018001552A1, МПК В29С64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, публ. 04.01.2018 [9]), содержащее: конвейер, дозирующее устройство для порошка, выравнивающее устройство для порошка, форсунки для распыления связующего, привод для перемещения форсунок. В указанном устройстве трехмерные изделия формируют склеиванием дисперсного материала, селективно распыляя связующее на последовательно наносимые слои указанного материала, причем дисперсный материал располагают на конвейерной ленте, а слои дисперсного материала укладывают под острым углом к поверхности конвейерной ленты, и перемещают указанную ленту для построения каждого последующего слоя. В отдельных вариантах работы устройства предусмотрена возможность также селективного спекания дисперсного материала. A device is known, described in the patent application “Method and device for manufacturing three-dimensional models” (US application No. US2018001552A1, IPC B29С64/165; B33Y10/00; B33Y30/00, published 01/04/2018 [9]), containing: a conveyor, a dosing device for powder, leveling device for powder, nozzles for spraying the binder, drive for moving the nozzles. In the specified device, three-dimensional products are formed by gluing dispersed material, selectively spraying the binder onto sequentially applied layers of the specified material, and the dispersed material is placed on a conveyor belt, and the layers of dispersed material are laid at an acute angle to the surface of the conveyor belt, and the specified belt is moved to build each subsequent layer . In some variants of the device operation, the possibility of selective sintering of dispersed material is also provided.
Недостатком известного устройства является то, что его конструкцией предусмотрено последовательное селективное нанесение связующего или последовательное селективное спекание дисперсного материала для каждого элементарного участка слоя, кроме того, для нанесения каждого слоя дисперсного материала конструкцией предусмотрена отдельная операция в связи чем скорость формирования изделий чрезвычайно мала. Указанная конструкция также не позволяет реализовать построение изделий методом фотолитографии из жидкого фотополимера. The disadvantage of the known device is that its design provides for sequential selective application of a binder or sequential selective sintering of dispersed material for each elementary section of the layer; in addition, for the application of each layer of dispersed material, the design provides for a separate operation, due to which the rate of formation of products is extremely low. This design also does not allow the construction of products using photolithography from a liquid photopolymer.
Известно устройство, описанное в патентной заявке «Устройство для изготовления трехмерных моделей с специальными строительными платформами и системами привода» (заявка США № US20150224718A1, МПК В29С67/00, публ. 13.08.2015 [7])», содержащее: конвейер, дозирующее устройство для порошка, выравнивающее устройство, форсунки для распыления связующего, привод для перемещения форсунок. В указанном устройстве трехмерные изделия формируют склеиванием дисперсного материала, селективно распыляя связующее на последовательно наносимые слои указанного материала, причем дисперсный материал располагают на конвейерной ленте, укладывая слои дисперсного материала под острым углом к поверхности конвейерной ленты, и перемещают указанную ленту для построения каждого последующего слоя. A device is known, described in the patent application “Device for the production of three-dimensional models with special construction platforms and drive systems” (US application No. US20150224718A1, IPC B29C67/00, publ. 08.13.2015 [7])”, containing: a conveyor, a dosing device for powder, leveling device, nozzles for spraying the binder, drive for moving the nozzles. In the said device, three-dimensional products are formed by gluing dispersed material, selectively spraying a binder onto sequentially applied layers of said material, wherein the dispersed material is placed on a conveyor belt, laying layers of dispersed material at an acute angle to the surface of the conveyor belt, and said belt is moved to build each subsequent layer.
Недостатком известного устройства является то, что его конструкцией предусмотрено последовательное селективное нанесение связующего для каждого элементарного участка слоя, кроме того, для нанесения каждого слоя дисперсного материала конструкцией предусмотрена отдельная операция, в связи чем скорость формирования изделий чрезвычайно мала. Указанная конструкция также не позволяет реализовать построение изделий методом фотолитографии. The disadvantage of the known device is that its design provides for sequential selective application of a binder for each elementary section of the layer; in addition, the design provides for a separate operation for applying each layer of dispersed material, and therefore the rate of formation of products is extremely low. This design also does not allow the construction of products using photolithography.
Наиболее близким к заявленному устройству является конструкция, описаннная в патентной заявке «У стройство для формирования твердого тела и способы его использования (Imager Assembly and Method for Solid Imaging, заявка США № US20080169586A1, МПК B29C35/08; G06K9/36, публ. 17.07.2008 [10]). The closest to the claimed device is the design described in the patent application “A device for forming a solid body and methods for its use (Imager Assembly and Method for Solid Imaging, US application No. US20080169586A1, IPC B29C35/08; G06K9/36, published 17.07. 2008 [10]).
Указанное устройство предназначено для поточного изготовления изделий способом трехмерной печати из жидкого фотополимера, и содержит: емкость построения для размещения жидкого фотополимера с окном прозрачным для актиничного излучения, источник актиничного излучения с пространственной модуляцией, предназначенный для экспозиции сечений формируемого изделия на поверхность жидкого фотополимера, механизм перемещения формируемого изделия с электрический приводом и опорной поверхностью для размещения формируемого изделия. Кроме того, данное устройство содержит платформу подъемника, подающий и приемный ролики для перемотки непрерывной ленты. The specified device is intended for the in-line production of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer, and contains: a building container for placing a liquid photopolymer with a window transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation with spatial modulation intended for exposing sections of the product being formed to the surface of the liquid photopolymer, a movement mechanism of the formed product with an electric drive and a supporting surface for placing the formed product. In addition, this device contains a lifting platform, feed and take-up rollers for rewinding a continuous tape.
В указанном устройстве на окне платформы построения размещают фотополимерную композицию, источником актиничного излучения осуществляют экспозицию сечений формируемого изделия при ортогональных к плоскости построения возвратно поступательных движениях платформы подъемника, на которой посредством вакуумного присасывания закреплен участок непрерывной ленты, и формируют изделие, закрепленное на поверхности указанной ленты. При завершении формирования изделия ленту перематывают на один шаг, и повторяют цикл для формирования следующего изделия, при достижении принимающего ролика, изделия отделяются от непрерывной ленты и помещаются в приемный контейнер. In the specified device, a photopolymer composition is placed on the window of the construction platform, a source of actinic radiation is used to expose sections of the product being formed during reciprocating movements of the lift platform orthogonal to the construction plane, on which a section of a continuous tape is fixed by means of vacuum suction, and a product is formed, fixed to the surface of the said tape. When the formation of the product is completed, the tape is rewound one step, and the cycle is repeated to form the next product; upon reaching the receiving roller, the products are separated from the continuous belt and placed in a receiving container.
Недостатками указанного устройства являются недостаточная производительность и недостаточная экономичность. Объясняется это следующим: изделия формируют поочередно при ортогональной проекции сечений, выполняя для каждого формируемого слоя подъем и опускание платформы подъемника с перерывами в экспозиции на время указанных перемещений. А на время перемотки непрерывной ленты для транспортировки изделий процесс построения ' останавливают полностью. Также известное устройство не реализует функции постобработки готовых изделий. Таким образом, указанное устройство не позволяет увеличить скорость производства изделии, не позволяет достичь улучшения качества производимых изделий, и также это устройство имеет ограниченные функциональные возможности. The disadvantages of this device are insufficient performance and insufficient efficiency. This is explained as follows: the products are formed alternately using an orthogonal projection of the sections, lifting and lowering the lift platform for each formed layer with breaks in exposure for the duration of the indicated movements. And while the continuous belt is being rewinded to transport products, the construction process is stopped completely. Also, the known device does not implement post-processing functions for finished products. Thus, the specified device does not allow increasing the speed of product production does not allow achieving an improvement in the quality of manufactured products, and also this device has limited functionality.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа производства изделий из фотополимера трехмерной печатью, и в котором, путем введения новых операций и новых условий их выполнения, обеспечивают увеличение скорости производства, улучшение качества производимых изделий, увеличение производительности и расширение функциональных возможностей способа поточного производства изделий трехмерной печатью. The basis of the invention is the task of improving the method of producing products from photopolymer by three-dimensional printing, and in which, by introducing new operations and new conditions for their implementation, they provide an increase in production speed, improvement of the quality of manufactured products, increased productivity and expansion of the functionality of the method for the continuous production of products by three-dimensional printing .
Также в основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для производства изделий из фотополимера трехмерной печатью, в котором, путем введения новых элементов, новых связей между ними и нового их исполнения, обеспечивают увеличение скорости производства, улучшение качества производимых изделий, увеличение производительности всего процесса и расширение функциональных возможностей устройства. The invention is also based on the task of improving a device for the production of products from a photopolymer by three-dimensional printing, in which, by introducing new elements, new connections between them and their new design, they provide an increase in production speed, an improvement in the quality of manufactured products, an increase in the productivity of the entire process and an expansion of functional device capabilities.
Поставленная задача решается тем, что способ непрерывного поточного изготовления изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера, отверждаемого актиничным излучением, предусматривает экспозицию сечения формируемого изделия 6 актиничным излучением, направленным на поверхность жидкого фотополимера 3, ограниченную прозрачным для такого излучения окном 4 емкости построения 2, которое образует плоскость построения 7, отверждение жидкого фотополимера 3 в пределах экспонируемого сечения формируемого изделия 6, перемещение формируемого изделия 6, закрепленного на подвижной опорной поверхности, по направлению от прозрачного окна 4, смену проекции сечения и циклическое повторение указанных действий. The problem is solved by the fact that the method of continuous continuous production of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer cured by actinic radiation involves exposing a cross section of the product being formed 6 to actinic radiation directed at the surface of the liquid photopolymer 3, limited by the window 4 of the tank of the structure 2, transparent to such radiation, which forms construction plane 7, curing of liquid photopolymer 3 within the exposed section of the formed product 6, movement of the formed product 6, mounted on a movable support surface, in the direction from the transparent window 4, changing the projection of the section and cyclically repeating these actions.
Новым является то, что, при реализации способа, формируемое из жидкого фотополимера 3 изделие 6, закрепленное на подвижной опорной поверхности, в процессе построения перемещают под острым углом 13 к плоскости построения 7, а подвижная опорная поверхность представляет собой непрерывно перематываемую ленту 9, при этом процесс построения формируемого изделия 6 начинают экспозицией ограниченного участка сечения формируемого изделия 6 в зоне, где расстояние 62 от плоскости построения 7 до поверхности ленты 9 соответствует глубине эффективного проникновения актиничного излучения в жидкий фотополимер 3, и увеличивают зону экспозиции по мере перемещения изделия 6, с соблюдением расстояния 62 также и для формируемой поверхности изделия 6. Для отдельных условий и случаев реализации и использования способа поточного производства изделий трехмерной печатью, изобретение характеризуется следующими дополнительными новыми признаками, которые развивают и уточняют совокупность существенных признаков независимого пункта формулы, касающегося способа. What is new is that, when implementing the method, the product 6 formed from liquid photopolymer 3, mounted on a movable support surface, during the construction process is moved at an acute angle 13 to the construction plane 7, and the movable support surface is a continuously rewound tape 9, while the process of constructing the formed product 6 begins with exposure of a limited cross-section of the formed product 6 in the zone where the distance 62 from the construction plane 7 to the surface of the tape 9 corresponds to the depth of effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer 3, and the exposure zone is increased as the product 6 moves, in compliance distances 62 also for the formed surface of the product 6. For certain conditions and cases of implementation and use of the method of continuous production of products by three-dimensional printing, the invention is characterized by the following additional new features that develop and clarify the set of essential features of the independent claim concerning the method.
Угол 13 между вектором перемещения непрерывной ленты 9 и плоскостью построения 7 составляет от менее 90° до 45° или от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°. The angle 13 between the movement vector of the continuous belt 9 and the construction plane 7 ranges from less than 90° to 45°, or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°.
Непрерывная лента 9 представляет собой замкнутую ленту. Continuous tape 9 is a closed tape.
Непрерывная лента 9 представляет собой непрерывно подаваемую расходуемую ленту - носитель 19. Continuous tape 9 is a continuously supplied consumable tape - carrier 19.
Непрерывная лента 9 дополнительно транспортирует расходуемую основу для построения изделий 6 или встраиваемые компоненты 22 изделий 6. Continuous belt 9 additionally transports consumable base for building products 6 or built-in components 22 of products 6.
При осуществлении способа реализуют процесс однонаправленного построения изделия 6 с непрерывной экспозицией последовательности сечений формируемого изделия 6. When implementing the method, the process of unidirectional construction of the product 6 is implemented with continuous exposure of the sequence of sections of the product 6 being formed.
При осуществлении способа реализуют процесс построения изделия 6 с возвратно-поступательным перемещением и перерывами между экспозициями сечений формируемого изделия (6). When implementing the method, the process of constructing the product 6 is implemented with reciprocating movement and breaks between exposures of sections of the product being formed (6).
При осуществлении способа одновременно экспонируют, по меньшей мере, сечения двух изделий 6. When implementing the method, at least cross-sections of two products 6 are simultaneously exposed.
Для уменьшения силы прилипания формируемого изделия 6 к прозрачному окну 4, используют ингибирование граничного слоя фотополимера 3: кислородное ингибирование граничного слоя фотополимера 3, или фотонное ингибирование граничного слоя фотополимера 3, или химическое ингибирование граничного слоя фотополимера 3, или используют преобразование волнового фронта актиничного излучения или многоволновую фотополимеризацию. To reduce the adhesion force of the formed product 6 to the transparent window 4, inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 is used: oxygen inhibition of the boundary layer of photopolymer 3, or photon inhibition of the boundary layer of photopolymer 3, or chemical inhibition of the boundary layer of photopolymer 3, or using wavefront conversion of actinic radiation or multi-wavelength photopolymerization.
Элементы, обеспечивающие механическое сопряжение изделия (6) с подвижной опорной поверхностью и между собой (элементы поддержек), являются объектами параметрического проектирования и их автоматически моделируют средствами программного обеспечения принтера. Elements that provide mechanical coupling of the product (6) with the movable supporting surface and with each other (support elements) are objects of parametric design and are automatically modeled using printer software.
Передача данных о трехмерных моделях в программное обеспечение принтера, слайсинг указанных трехмерных моделей и формирование проектов трехмерной печати осуществляют, не прерывая процесс производства Слайсинг трехмерных моделей выполняют под углом менее 90 к вектору перемещения изделия 6. Transferring data on 3D models to the printer software, slicing these 3D models and generating 3D printing projects is carried out without interrupting the production process Slicing of three-dimensional models is performed at an angle of less than 90 to the movement vector of the product 6.
Очистку сформированного изделия 6 от остатков жидкого фотополимера 3 осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. Cleaning of the formed product 6 from residual liquid photopolymer 3 is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
Финишную полимеризацию облучением сформированного изделия 6 актиничным излучением и/или нагреванием осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. The final polymerization by irradiating the formed product 6 with actinic radiation and/or heating is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
Нанесение на сформированные изделия 6 окрашивающих или функциональных покрытий осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. The application of 6 coloring or functional coatings to the formed products is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
Поставленная задача также решается тем, что устройство для непрерывного поточного изготовления изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера, отверждаемого актиничным излучением содержит: емкость построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 с окном 4 прозрачным для актиничного излучения, источник актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией, предназначенный для экспозиции сечений формируемого изделия 6 на поверхность жидкого фотополимера 3, механизм перемещения формируемого изделия 6 с электрический приводом и опорной поверхностью для размещения формируемого изделия 6. The problem is also solved by the fact that the device for the continuous continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer cured by actinic radiation contains: a building capacity 2 for placing liquid photopolymer 3 with a window 4 transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, intended for exposure of sections of the formed product 6 to the surface of the liquid photopolymer 3, a mechanism for moving the formed product 6 with an electric drive and a supporting surface for placing the formed product 6.
Новым является то, что механизм перемещения формируемого изделия 6 выполнен в виде механизма для перемещения 8 непрерывной ленты 9, при этом поверхность указанной непрерывной ленты 9 расположена под острым углом 13 к поверхности прозрачного для актиничного излучения окна 4 в емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3, при этом указанная непрерывная лента 9 является поверхностью для размещения формируемого изделия 6. What is new is that the mechanism for moving the formed product 6 is made in the form of a mechanism for moving 8 continuous tape 9, while the surface of said continuous tape 9 is located at an acute angle 13 to the surface of the window 4 transparent to actinic radiation in the building container 2 for placing liquid photopolymer 3 , while the specified continuous tape 9 is a surface for placing the formed product 6.
Для отдельных условий и случаев реализации и использования устройства для поточного производства изделий способом трехмерной печати из жидкого фотополимера отверждаемого актиничным излучением, изобретение характеризуется следующими дополнительными новыми признаками, которые развивают и уточняют совокупность существенных признаков независимого пункта формулы, касающегося устройства. For certain conditions and cases of implementation and use of a device for the continuous production of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer cured by actinic radiation, the invention is characterized by the following additional new features that develop and clarify the set of essential features of the independent claim concerning the device.
Угол 13 между что поверхностью прозрачного для актиничного излучения окна 4 в емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 и поверхностью непрерывной ленты 9 составляет от менее 90° до 45° или от 45 до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°. Angle 13 between the surface of the window 4, transparent to actinic radiation, in the building container 2 for placing liquid photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9 ranges from less than 90° to 45°, or from 45 to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°.
Непрерывная лента 9 представляет собой ленту конвейера. The continuous belt 9 is a conveyor belt.
Устройство выполнено с возможностью непрерывной подачи расходуемой ленты - носителя 19. The device is configured to continuously supply consumable tape - carrier 19.
Непрерывная лента 9 выполнена с возможностью транспортировки дополнительной расходуемой основы для построения изделий 6 или встраиваемых в изделия 6 компонентов 22. Continuous belt 9 is configured to transport additional consumable base for constructing products 6 or components 22 built into products 6.
В качестве элемента, образующего опорную поверхность для непрерывной ленты 9, используется магнитная или электромагнитная опорная плита 14, а непрерывная лента 9 выполнена из материала с ферромагнитными свойствами. A magnetic or electromagnetic support plate 14 is used as an element forming the supporting surface for the continuous belt 9, and the continuous belt 9 is made of a material with ferromagnetic properties.
В качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией используется, по меньшей мере, один DLP -проектор 23. At least one DLP projector 23 is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
В качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией используется лазерное сканирующее устройство 25, содержащее, по меньшей мере, один лазерный источник. As a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, a laser scanning device 25 is used, containing at least one laser source.
В качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией используется сочетание, по меньшей мере, одного DLP -проектора 23 и, по меньшей мере, одного лазерного сканирующего устройства 25. A combination of at least one DLP projector 23 and at least one laser scanning device 25 is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
В качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией используется, по меньшей мере, одна LCD-панель с подсветкой коллимированным актиничным излучением. At least one LCD panel backlit with collimated actinic radiation is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
Устройство дополнительно к источнику актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией содержит немодулированный источник актиничного излучения 24, длина волны которого отличается от длины волны источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией. In addition to the source of actinic radiation 5 with spatial modulation, the device contains an unmodulated source of actinic radiation 24, the wavelength of which differs from the wavelength of the source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
В качестве материала прозрачного окна 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 используется материал проницаемый для кислорода и/или материал с низкой энергией поверхности. As the material of the transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3, a material permeable to oxygen and/or a material with low surface energy is used.
В состав материала прозрачного окна 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 включен реагент - ингибитор радикальной полимеризации. The material of the transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3 includes a reagent - a radical polymerization inhibitor.
В состав прозрачного окна 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 включен преобразователь волнового фронта актиничного излучения. Устройство содержит средство транспортировки изделий 6 на стадии постобработки, выполненное в виде конвейера. The transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3 includes an actinic radiation wavefront converter. The device contains a means of transporting products 6 at the post-processing stage, made in the form of a conveyor.
Устройство содержит узел очистки 33 изделий 6 от остатков неотвержденного фотополимера 3, выполненный в виде группы форсунок 34 для обдува сжатым газом. The device contains a unit for cleaning 33 products 6 from residues of uncured photopolymer 3, made in the form of a group of nozzles 34 for blowing with compressed gas.
Узел очистки 33 изделий 6 от остатков неотвержденного фотополимера 3, выполненный в виде проходной моечной камеры и/или ванны. A unit for cleaning 33 products 6 from residues of uncured photopolymer 3, made in the form of a walk-through washing chamber and/or bath.
Устройство содержит узел финишной полимеризации, выполненный в виде проходной камеры с источниками актиничного излучения 59 и/или источниками тепла 60. The device contains a finishing polymerization unit, made in the form of a passage chamber with sources of actinic radiation 59 and/or heat sources 60.
В качестве системы управления 61 использован контроллер на базе микропроцессора или компьютер общего применения находящиеся или под управлением специализированного программного обеспечения. A microprocessor-based controller or a general-purpose computer, either controlled or controlled by specialized software, is used as a control system 61.
Причинно-следственная связь между существенными признаками способа и техническим результатом состоит в следующем. The cause-and-effect relationship between the essential features of the method and the technical result is as follows.
Все действия, осуществляемые при реализации способа, при которых: формируемое из жидкого фотополимера 3 изделие 6, закрепленное на подвижной опорной поверхности, в процессе построения перемещают под острым углом 13 к плоскости построения 7, при этом, подвижная опорная поверхность представляет собой непрерывно перематываемую ленту 9, а процесс построения формируемого изделия 6 начинают экспозицией ограниченного участка сечения формируемого изделия 6 в зоне, где расстояние 62 от плоскости построения 7 до поверхности ленты 9 соответствует глубине эффективного проникновения актиничного излучения в жидкий фотополимер 3, и увеличивают зону экспозиции по мере перемещения изделия 6, с соблюдением расстояния 62 также и для формируемой поверхности изделия 6 в совокупности с известными действиями способа, которые указаны в формуле изобретения, позволяют увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий 6, увеличить производительность, и в целом расширить функциональные возможности способа. All actions carried out when implementing the method, in which: the product 6 formed from liquid photopolymer 3, mounted on a movable support surface, is moved during the construction process at an acute angle 13 to the construction plane 7, while the movable support surface is a continuously rewound tape 9 , and the process of constructing the formed product 6 begins with exposure of a limited cross-section of the formed product 6 in the zone where the distance 62 from the construction plane 7 to the surface of the tape 9 corresponds to the depth of effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer 3, and the exposure zone is increased as the product 6 moves, maintaining the distance 62 also for the formed surface of the product 6, in combination with the known actions of the method, which are indicated in the claims of the invention, make it possible to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products 6, increase productivity, and generally expand the functionality of the method.
Объясняется это тем, что указанное техническое решение в виде совокупности действий, описанных в формуле изобретения: This is explained by the fact that the specified technical solution in the form of a set of actions described in the claims:
- обеспечивает возможность производства различных изделий 6 в непрерывной последовательности, причем в процессе производства одновременно находятся формируемые изделия 6 в начале производственного цикла, а также практически сформированные изделия 6, построение которых завершается, и готовые изделия 6, непрерывно удаляемые из устройства, и это позволяет значительно увеличить скорость производства; - provides the possibility of producing various products 6 in a continuous sequence, and in the production process there are simultaneously formed products 6 at the beginning of the production cycle, as well as practically formed products 6, the construction of which is being completed, and 6 finished products are continuously removed from the device, and this allows the production speed to be significantly increased;
- позволяет увеличить площадь одновременной экспозиции, что увеличивает количество одновременно отверждаемого жидкого фотополимера 3, и это обеспечивает значительное увеличение производительности; - allows you to increase the area of simultaneous exposure, which increases the amount of simultaneously cured liquid photopolymer 3, and this provides a significant increase in productivity;
- облегчает отделение готовых сформированных изделий 6 от интерфейса построения, оберегая их от деформации, поскольку вектор движения, при отделении изделий 6 от поверхности прозрачного окна 4, имеет составляющую параллельную поверхности формирования, и это позволяет улучшить качество производимых изделий 6. - facilitates the separation of finished formed products 6 from the construction interface, protecting them from deformation, since the motion vector, when separating products 6 from the surface of the transparent window 4, has a component parallel to the formation surface, and this allows improving the quality of the manufactured products 6.
Хотя в предложенном способе печать изделий 6 начинается с ограниченной зоны экспозиции, и вначале процесса преимущества фотополимерной DLP 3D- печати реализуются не в полной мере, но оказывается, что при продолжении процесса и при полной реализации всех действий предложенного способа, именно в случае поточного производства (которое и обеспечивает совокупность всех существенных признаков способа), когда в процессе построения находится серия изделий 6 на различных стадиях изготовления (начало формирования, основной процесс формирование, завершение формирования, выгрузка сформированных изделий 6), скорость производства оказывается наивысшей, благодаря отсутствию пауз, максимальной одновременной площади экспозиции, и автоматизации процесса выгрузки готовых изделий 6. В предложенном способе “автоматизация” выгрузки изделий 6 обеспечивается за счет того, что готовые изделия 6, удерживаемые на подвижной опорной поверхности - непрерывно перематываемой ленте 9, силами адгезии транспортируются указанной лентой 9 за пределы области построения, и далее, при изгибании, ленты 9 вокруг валика механизма перемещения 8 ленты 9, готовые изделия 6 автоматически (при изгибании ленты 9) отделяются от поверхности ленты 9 и автоматически помещаются в приемный контейнер либо на конвейер, транспортирующий изделия 6 на последующие стадии постобработки, причем в это же время продолжается процесс формирования изделий 6 на всех предыдущих стадиях. Although in the proposed method, printing of products 6 begins with a limited exposure zone, and at the beginning of the process, the advantages of photopolymer DLP 3D printing are not fully realized, but it turns out that as the process continues and with the full implementation of all the actions of the proposed method, it is in the case of continuous production ( which provides the totality of all the essential features of the method), when in the process of construction there is a series of products 6 at various stages of production (beginning of formation, the main process of formation, completion of formation, unloading of formed products 6), the production speed is the highest, due to the absence of pauses, the maximum simultaneous exposure area, and automation of the process of unloading finished products 6. In the proposed method, “automation” of unloading products 6 is ensured due to the fact that finished products 6, held on a movable support surface - a continuously rewinding tape 9, are transported by the specified tape 9 outside the area by adhesion forces construction, and then, when bending, the tape 9 around the roller of the moving mechanism 8 of the tape 9, the finished products 6 are automatically (when bending the tape 9) separated from the surface of the tape 9 and automatically placed in a receiving container or on a conveyor transporting products 6 to subsequent stages of post-processing , and at the same time the process of forming products 6 continues at all previous stages.
Развивающие признаки способа в совокупности с заявленными новыми и известными признаками способа обеспечивают увеличение скорости, улучшение качества изделий, увеличение производительности и расширение функциональных возможностей способа, поскольку дополнительные признаки улучшают и разнообразят обеспечение возможности быстрого производства качественных изделий в непрерывной последовательности. The developing features of the method, together with the declared new and known features of the method, provide an increase in speed, improved quality of products, increased productivity and expanded functionality of the method, since additional features improve and diversify the ability to quickly produce quality products in a continuous sequence.
Причинно-следственная связь между существенными признаками развивающих пунктов способа и техническим результатом состоит в следующем. The cause-and-effect relationship between the essential features of the developing points of the method and the technical result is as follows.
То, что, при реализации способа, угол 13 между вектором перемещения непрерывной ленты 9 и плоскостью построения 7 составляет от составляет от менее 90° до 45°, предпочтительно от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°, увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что указанное решение обеспечивает возможность производства различных изделий в непрерывной последовательности. Устанавливая различные углы 13 между вектором перемещения и плоскостью построения 7 возможно оптимизировать производительность системы с учетом габаритов изделий 6, например, устанавливать для невысоких изделий 6 увеличенную скорость транспортировки, или увеличивать габаритные размеры производимых изделий 6, увеличивая угол 13 между поверхностью непрерывной ленты 9 и плоскостью построения 7 при уменьшении скорости перемещения. The fact that, when implementing the method, the angle 13 between the movement vector of the continuous belt 9 and the construction plane 7 ranges from less than 90° to 45°, preferably from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°, increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the method. This is explained by the fact that this solution makes it possible to produce various products in a continuous sequence. By setting different angles 13 between the movement vector and the construction plane 7, it is possible to optimize the performance of the system taking into account the dimensions of the products 6, for example, set an increased transportation speed for low products 6, or increase the overall dimensions of the manufactured products 6, increasing the angle 13 between the surface of the continuous belt 9 and the plane construction 7 while decreasing the speed of movement.
То, что, при реализации способа, непрерывная лента 9 представляет собой замкнутую ленту, например - в виде замкнутой конвейерной ленты, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что расположение изделий на замкнутой конвейерной непрерывной ленте 9 позволит производить различные изделия в непрерывной последовательности и легко отделять изделия 6 от ленты 9 конвейера при завершении построения благодаря деформации замкнутой ленты 9 на конце конвейера. The fact that, when implementing the method, the continuous belt 9 is a closed belt, for example, in the form of a closed conveyor belt, allows you to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the method. This is explained by the fact that the arrangement of products on a closed continuous conveyor belt 9 will make it possible to produce various products in a continuous sequence and easily separate products 6 from the conveyor belt 9 upon completion of construction due to the deformation of the closed belt 9 at the end of the conveyor.
То, что, при реализации способа, непрерывная лента 9 представляет собой непрерывно подаваемую расходуемую ленту - носитель 19, позволяет расширить функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что использование расходуемой основы для построения может обеспечить формирование непрерывного линейного массива мелких изделий 6, закрепленных на указанной непрерывно подаваемой расходуемой ленте - носителе 19 и упростить их постобработку и сортировку. The fact that, when implementing the method, the continuous tape 9 is a continuously supplied consumable tape - carrier 19, makes it possible to expand the functionality of the method. This is explained by the fact that the use of a consumable base for construction can ensure the formation of a continuous linear array of small products 6 mounted on the specified continuously supplied consumable tape carrier 19 and simplify their post-processing and sorting.
То, что, при реализации способа, непрерывная лента 9 дополнительно транспортирует расходуемую основу для построения изделий 6 или встраиваемые компоненты 22 изделий 6, позволяет расширить функциональные возможности способа (расходуемая основа для построения изделий 6 может представлять собой пленку, сетку, ткань, группу параллельных волокон, сплошную или перфорированную металлическую фольгу или композицию перечисленного. Расходуемая основа может содержать маркировку, образовывать отделяемые или неотделяемые слои на изделиях 6). Объясняется это тем, что использование заранее подготовленной расходуемой основы для построения может обеспечить формирование изделий 6 с особыми свойствами, облегчить отделение от опорной поверхности изделий 6 из эластичных полимеров и/или полимеров, имеющих свойство высокой адгезии. The fact that, when implementing the method, a continuous belt 9 additionally transports a consumable base for constructing products 6 or built-in components 22 of products 6, allows you to expand the functionality of the method (the consumable base for constructing products 6 can be a film, mesh, fabric, a group of parallel fibers, solid or perforated metal foil, or a composition of the above. The consumable base can contain markings, form detachable or non-separable layers on products 6). This is explained by the fact that the use of a pre-prepared consumable base for construction can ensure the formation of products 6 with special properties and facilitate the separation of products 6 from elastic polymers and/or polymers with high adhesion properties from the supporting surface.
В процессе производства в изделие 6 могут быть встроены дополнительные компоненты 22, например - сенсоры различных типов, микрочипы, или изделия на их основе, RFID метки и др. Указанные действия способа позволяют получить композитные изделия 6, изделия 6 со встроенными компонентами 22, наделенные особыми функциями и свойствами. During the production process, additional components 22 can be built into the product 6, for example, sensors of various types, microchips, or products based on them, RFID tags, etc. These steps of the method make it possible to obtain composite products 6, products 6 with built-in components 22, endowed with special functions and properties.
То, что в способе реализован процесс однонаправленного построения изделия 6 с непрерывной экспозицией последовательности сечений формируемого изделия 6, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что быстрый непрерывный процесс, реализованный благодаря исключению прилипания формируемого изделия 6 к прозрачному окну 4 емкости построения 2 без перерывов в экспозиции при поточном производстве изделий 6, обеспечивает: непрерывность процесса полимеризации, отсутствие отдельных слоев отверждения, производство без пауз и, соответственно, наивысшую производительность и наилучшее качество производимых изделий 6. The fact that the method implements the process of unidirectional construction of the product 6 with continuous exposure of a sequence of sections of the formed product 6 allows one to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the method. This is explained by the fact that a fast continuous process, implemented by eliminating the adhesion of the formed product 6 to the transparent window 4 of the building container 2 without interruptions in exposure during the continuous production of products 6, ensures: continuity of the polymerization process, the absence of separate layers of curing, production without pauses and, accordingly , highest productivity and best quality of manufactured products 6.
То, что в способе реализован процесс построения изделия 6 с возвратно поступательным перемещением и перерывами между экспозициями сечений формируемого изделия 6 позволяет расширить функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что указанные действия способа обеспечивают построение изделий 6 из фотополимерных композиций ингибирование которых, необходимое для реализации непрерывного процесса, невозможно либо затруднено, например, это фотополимеры, изготовленные на основе мономеров с ионным типом полимеризации . The fact that the method implements the process of constructing an article 6 with reciprocating movement and breaks between exposures of sections of the formed article 6 allows one to expand the functionality of the method. This is explained by the fact that the specified actions of the method ensure the construction of products 6 from photopolymer compositions, the inhibition of which, necessary for the implementation of a continuous process, is impossible or difficult, for example, these are photopolymers made on the basis of monomers with an ionic type of polymerization.
То, что, при реализации способа, одновременно экспонируется, по меньшей мере, сечения двух изделий 6, позволяет увеличить скорость производства и увеличить производительность. Объясняется это тем, что что большая площадь одновременно экспонируемых сечений двух и более изделий 6, позволяет увеличить объем одновременно полимеризуемого фотополимера и, соответственно, позволяет увеличить скорость и производительность способа. The fact that, when implementing the method, at least sections of two products 6 are simultaneously exposed, makes it possible to increase the production speed and increase productivity. This is explained by the fact that the large area of simultaneously exposed sections of two or more products 6 allows one to increase the volume of simultaneously polymerized photopolymer and, accordingly, allows one to increase the speed and productivity of the method.
То, что, при реализации способа, для уменьшения силы прилипания, формируемого изделия 6 к прозрачному окну 4, используют ингибирование граничного слоя фотополимера: кислородное ингибирование граничного слоя фотополимера, фотонное ингибирование граничного слоя фотополимера, химическое ингибирование граничного слоя фотополимера, преобразование волнового фронта актиничного излучения или многоволновую фотополимеризацию, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что подвижность граничного слоя фотополимера, достигаемая одним из указанных действий способа, исключает или уменьшает прилипание изделия 6 к прозрачному окну 4, и обеспечивает быстрый непрерывный процесс построения без перерывов в экспозиции, при поточном производстве изделий 6, обеспечивает непрерывность процесса полимеризации, обеспечивает процесс производства без пауз и, соответственно, наивысшую производительность при наилучшем качестве. The fact that, when implementing the method, to reduce the adhesion force of the formed product 6 to the transparent window 4, inhibition of the boundary layer of the photopolymer is used: oxygen inhibition of the boundary layer of the photopolymer, photon inhibition of the boundary layer of the photopolymer, chemical inhibition of the boundary layer of the photopolymer, transformation of the wavefront of actinic radiation or multi-wavelength photopolymerization, allows you to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the method. This is explained by the fact that the mobility of the boundary layer of the photopolymer, achieved by one of the specified steps of the method, eliminates or reduces the adhesion of the product 6 to the transparent window 4, and ensures a fast continuous construction process without interruptions in exposure, during the continuous production of products 6, ensures the continuity of the polymerization process, ensures a production process without interruptions and, accordingly, the highest productivity with the best quality.
То, что, элементы, обеспечивающие механическое сопряжение изделия 6 с подвижной опорной поверхностью и между собой (элементы поддержек), являются объектами параметрического проектирования и моделируется автоматически средствами программного обеспечения принтера, увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что для автоматизации обработки цифровых моделей изделий 6 и расстановки поддерживающих элементов предпочтительно использовать объекты параметрического моделирования, алгоритмические описания которых возможно выполнять в виде вычисляемых функций или в виде заранее разработанных элементарных трехмерных моделей - примитивов. Быстрое вычисление указанных функций или расстановка примитивов экономит вычислительные мощности и позволяет готовить изделия к печати синхронно с процессом печати исключив работу оператора и влияние на качество субъективных факторов. Таким образом, увеличивается скорость производства и улучшается качество производимых изделий. То, что, передача данных о трехмерных моделях в программное обеспечение принтера, слайсинг указанных трехмерных моделей и формирование проектов трехмерной печати, осуществляются без прерывания процесса производства, увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что унификация процесса подготовки моделей изделий к печати позволяет произвести его эффективную автоматизацию, сократить время обработки данных, исключив работу оператора и влияние на качество субъективных факторов. The fact that the elements that provide mechanical coupling of the product 6 with the movable supporting surface and among themselves (support elements) are objects of parametric design and are modeled automatically using printer software increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands functionality way. This is explained by the fact that to automate the processing of digital models of products 6 and the placement of supporting elements, it is preferable to use parametric modeling objects, the algorithmic descriptions of which can be performed in the form of calculated functions or in the form of pre-developed elementary three-dimensional models - primitives. Quick calculation of the specified functions or arrangement of primitives saves computing power and allows you to prepare products for printing synchronously with the printing process, eliminating the work of the operator and the influence of subjective factors on the quality. Thus, the speed of production increases and the quality of manufactured products improves. The fact that the transfer of data on three-dimensional models to the printer software, slicing of these three-dimensional models and the formation of three-dimensional printing projects are carried out without interrupting the production process increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the method. This is explained by the fact that the unification of the process of preparing product models for printing allows for its effective automation, reducing data processing time, eliminating the work of the operator and the influence of subjective factors on the quality.
При реализации способа слайсинг трехмерных моделей выполняют под углом менее 90° к вектору перемещения изделия 6, и это расширяет функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что для обеспечения построения в соответствии с такими действиями заявленного способа, при сплайсинге выбирают угол, соответствующий углу между вектором перемещения изделия 6 и плоскостью построения 7. When implementing the method, slicing of three-dimensional models is performed at an angle of less than 90° to the movement vector of the product 6, and this expands the functionality of the method. This is explained by the fact that in order to ensure construction in accordance with such actions of the claimed method, during splicing an angle is selected that corresponds to the angle between the movement vector of the product 6 and the construction plane 7.
То, что, при реализации способа очистка изделия 6 от остатков фотополимера осуществляется в едином непрерывном производственном цикле, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что непрерывный процесс производства, свободный от промежуточных и ручных операций, операций перегрузки, промежуточного хранения изделий 6 и оборота большого количества оснастки, обеспечивает лучшую экономию производственных ресурсов, исключение ручного труда при очистке изделий 6, и увеличивает скорость и улучшает качество, благодаря точному соблюдению технологических режимов. The fact that, when implementing the method, cleaning the product 6 from photopolymer residues is carried out in a single continuous production cycle, allows you to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the method. This is explained by the fact that a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products 6 and turnover of a large amount of equipment, provides better savings in production resources, eliminates manual labor when cleaning products 6, and increases speed and improves quality, thanks to precise adherence to technological regimes.
При реализации способа финишная полимеризация облучением изделия 6 актиничным излучением и/или нагреванием осуществляется в едином непрерывном производственном цикле, и это увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что, непрерывный процесс производства, свободный от промежуточных и ручных операций, операций перегрузки, промежуточного хранения изделий 6 и оборота большого количества оснастки, обеспечивает лучшую экономию производственных ресурсов, исключение ручного труда при перегрузке изделий 6 для выполнения процедуры финишной полимеризации, и увеличивает скорость и улучшает качество, благодаря точному соблюдению технологических режимов. When implementing the method, final polymerization by irradiating the product 6 with actinic radiation and/or heating is carried out in a single continuous production cycle, and this increases the production speed, improves the quality of the manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the method. This is explained by the fact that a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products 6 and turnover of a large amount of equipment, provides better savings in production resources, eliminating manual labor when reloading products 6 to perform the finishing procedure polymerization, and increases speed and improves quality, thanks to precise adherence to technological conditions.
То, что при реализации способа нанесение на изделия 6 окрашивающих или функциональных покрытий осуществляется в едином непрерывном производственном цикле, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности способа. Объясняется это тем, что непрерывный процесс производства, свободный от промежуточных и ручных операций, операций перегрузки, и оборота большого количества оснастки, обеспечивает лучшую экономию производственных ресурсов, исключение ручного труда при нанесении на изделия 6 функциональных или защитных покрытий, увеличивает скорость и улучшает качество, благодаря точному соблюдению технологических режимов и исключению промежуточного хранения изделий 6. The fact that when implementing the method, the application of 6 coloring or functional coatings to products is carried out in a single continuous production cycle makes it possible to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the method. This is explained by the fact that a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, and turnover of a large amount of equipment, provides better savings in production resources, eliminates manual labor when applying 6 functional or protective coatings to products, increases speed and improves quality, due to precise adherence to technological regimes and the elimination of intermediate storage of products 6.
Причинно-следственная связь между существенными признаками устройства и техническим результатом состоит в следующем. The cause-and-effect relationship between the essential features of the device and the technical result is as follows.
То, что механизм перемещения формируемого изделия 6 выполнен в виде механизма для перемещения 8 непрерывной ленты 9, при этом поверхность указанной непрерывной ленты 9 расположена под острым углом 13 к поверхности прозрачного для актиничного излучения окна 4 в емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3, при этом указанная непрерывная лента 9 является поверхностью для размещения формируемого изделия 6, в совокупности с известными конструктивными элементами устройства, которые указаны в формуле изобретения, появляется возможность увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что указанное решение в виде совокупности всех конструктивных признаков, описанных независимом пункте формулы изобретения в отношении устройства, обеспечивает возможность полностью автоматизированного производства различных изделий в непрерывной последовательности, при непрерывном их построении, и непрерывном автоматическом удалении из устройства, позволяет увеличить площадь экспозиции в расчете на одно изделие, облегчает отделение изделий от интерфейса построения, оберегая их от деформации, что непосредственно влияет на увеличение скорости производства и на улучшение качества производимых изделий. The fact that the mechanism for moving the formed product 6 is made in the form of a mechanism for moving 8 of a continuous tape 9, while the surface of said continuous tape 9 is located at an acute angle 13 to the surface of a window 4 transparent to actinic radiation in a building container 2 for placing liquid photopolymer 3, with In this case, the specified continuous tape 9 is a surface for placing the formed product 6, in combination with the known structural elements of the device, which are indicated in the claims, it becomes possible to increase the production speed, improve the quality of the manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the specified solution in the form of a set of all design features described in the independent claim of the invention in relation to the device, provides the possibility of fully automated production of various products in a continuous sequence, with their continuous construction, and continuous automatic removal from the device, allows you to increase the exposure area per product, it facilitates the separation of products from the construction interface, protecting them from deformation, which directly affects the increase in production speed and the improvement of the quality of manufactured products.
Особенностью предложенного устройства является именно расположение поверхности непрерывной ленты 9 (которая является механизмом для перемещения 8 формируемого исключительно из жидкого фотополимера 3 изделия 6) исключительно под острым углом 13 к поверхности прозрачного для актиничного излучения окна 4 в емкости построения 2, в которой размещается жидкий фотополимер 3. При таком расположении непрерывной ленты 9 под острым углом 13 к поверхности прозрачного окна 4 печать изделий 6 начинается с ограниченной зоны экспозиции (именно из-за острого угла 13), и вначале процесса построения изделий 6 преимущества фотополимерной DLP ЗП-печати реализуются не в полной мере, т.е. несколько менее эффективно, чем при известных из уровня техники ортогональных расположениях для экспозиции именно фотополимеров. Но оказывается, что при продолжении процесса работы предлагаемого устройства, именно расположение перемещаемой непрерывной ленты 9 под острым углом 13 к поверхности прозрачного окна 4 емкости построения, в которой находится жидкий фотополимер 3, позволяет обеспечить непрерывный процесс поточного изготовления изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера 3, отверждаемого актиничным излучением (т.е. обеспечить работой устройства реализацию предложенного способа) без остановок и пауз, при автоматическом извлечении изделий 6 из устройства, без применения дополнительного оборудования, без дополнительных операций и действий с использованием сторонних устройств, без ограничения количества изделий 6, которые могут быть сформированы и транспортированы из зоны формирования. Таким образом предложенное устройство обеспечивает возможность непрерывного поточного производства, когда в процессе построения находится серия изделий 6 на различных стадиях изготовления (начало формирования, основной процесс формирование, завершение формирования, сформированные изделия 6 ), скорость производства оказывается наивысшей, благодаря отсутствию пауз, остановок, при максимальной одновременной площади экспозиции, и благодаря автоматизации процесса выгрузки готовых изделий 6 из устройства. Обеспечение «автоматизации процесса выгрузки» конструктивными особенностями устройства, описано ранее при раскрытии причинно-следственной связи между существенными признаками способа и техническим результатом. A feature of the proposed device is precisely the location of the surface of the continuous tape 9 (which is a mechanism for moving 8 formed exclusively from liquid photopolymer 3 of the product 6) exclusively at an acute angle 13 to the surface of the window 4, transparent for actinic radiation, in the building container 2, in which the liquid photopolymer 3 is placed. With this arrangement of the continuous tape 9 at an acute angle 13 to the surface of the transparent window 4 printing of products 6 begins with a limited exposure zone (precisely because of the acute angle 13), and at the beginning of the process of constructing products 6, the advantages of photopolymer DLP 3D printing are not fully realized, i.e. somewhat less effective than with orthogonal arrangements known from the prior art for exposing photopolymers. But it turns out that when the process of operation of the proposed device continues, it is the location of the moving continuous tape 9 at an acute angle 13 to the surface of the transparent window 4 of the construction container, in which the liquid photopolymer 3 is located, that allows for a continuous process of continuous production of three-dimensional printed products from liquid photopolymer 3, cured by actinic radiation (i.e. ensure the operation of the device implementation of the proposed method) without stops and pauses, with automatic removal of products 6 from the device, without the use of additional equipment, without additional operations and actions using third-party devices, without limiting the number of products 6 that can be formed and transported from the formation area. Thus, the proposed device provides the possibility of continuous continuous production, when in the process of construction there is a series of products 6 at various stages of production (beginning of formation, the main process of formation, completion of formation, formed products 6), the production speed is the highest, due to the absence of pauses, stops, when maximum simultaneous exposure area, and thanks to the automation of the process of unloading finished products 6 from the device. Providing “automation of the unloading process” by the design features of the device was described earlier when disclosing the cause-and-effect relationship between the essential features of the method and the technical result.
Дополнительные и развивающие признаки устройства, в совокупности с заявленными и известными признаками устройства, обеспечивают увеличение скорости производства, улучшение качества производимых изделий, увеличение производительности и расширение функциональных возможностей устройства, поскольку обеспечивают возможность производства изделий в непрерывной последовательности при непрерывном их построении. Additional and developing features of the device, in combination with the declared and known features of the device, provide an increase in production speed, improvement in the quality of manufactured products, increase in productivity and expansion of the functionality of the device, since they provide the possibility of producing products in a continuous sequence with their continuous construction.
Причинно-следственная связь между признаками развивающих пунктов устройства и техническим результатом состоит в следующем. The cause-and-effect relationship between the characteristics of the developing points of the device and the technical result is as follows.
То, что, в устройстве существует возможность вариативности острого угла 13 между поверхностью прозрачного для актиничного излучения окна 6 в емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 и поверхностью непрерывной ленты 9 составляет от менее составляет от менее 90° до 45°, предпочтительнее от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что указанное конструктивная особенность устройства обеспечивает возможность производства различных изделий 6 в непрерывной последовательности при непрерывном их построении. Устанавливая различные углы 13 между вектором перемещения изделия 6 и плоскостью построения 7, возможно оптимизировать производительность системы с учетом габаритов изделий 6. Например, устанавливать для невысоких изделий 6 увеличенную скорость транспортировки, или увеличивать габаритные размеры производимых изделий 6, увеличивая угол 13 между поверхностью непрерывной ленты 9 и плоскостью построения 7, при уменьшении скорости перемещения указанных изделий 6. The fact that in the device there is the possibility of variability of the acute angle 13 between the surface of the window 6, transparent to actinic radiation, in the building container 2 for placing liquid photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9 ranges from less than 90° to 45°, preferably from 45° up to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°, allows you to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the specified design feature of the device makes it possible to produce various products 6 in a continuous sequence during their continuous construction. By setting different angles 13 between the movement vector of the product 6 and the construction plane 7, it is possible to optimize the performance of the system taking into account the dimensions of the products 6. For example, set an increased transportation speed for low products 6, or increase the overall dimensions of the manufactured products 6, increasing the angle 13 between the surface of the continuous belt 9 and the construction plane 7, with a decrease in the speed of movement of the specified products 6.
То, что в устройстве непрерывная лента 9 выполнена в виде замкнутой ленты конвейера, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что расположение изделий 6 на непрерывной ленте 9 позволит производить различные изделия 6 в непрерывной последовательности при непрерывном их построении, при непрерывном автоматическом удалении из устройства, легко отделять изделия 6 от ленты 9 конвейера при завершении построения. The fact that the continuous belt 9 in the device is made in the form of a closed conveyor belt allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the arrangement of products 6 on a continuous belt 9 will allow the production of various products 6 in a continuous sequence with their continuous construction, with continuous automatic removal from the device, and it will be easy to separate products 6 from the conveyor belt 9 upon completion of construction.
То, что устройство выполнено с возможностью непрерывной подачи расходуемой ленты - носителя 19, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что использование расходуемой основы для построения может обеспечить формирование непрерывного линейного массива мелких изделий 6, закрепленных на указанной ленте-носителе 19, и упростить их постобработку и сортировку. The fact that the device is made with the possibility of continuous supply of consumable tape - carrier 19, allows you to increase the speed of production, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the use of a consumable basis for construction can provide forming a continuous linear array of small products 6 fixed on the specified carrier tape 19, and simplify their post-processing and sorting.
То, что в устройстве непрерывная лента 9 выполнена с возможностью транспортировки дополнительной расходуемой основы для построения изделий 6 или встраиваемых в изделия 6 компонентов 22, расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что использование заранее подготовленной расходуемой основы для построения изделий, которая может представлять собой пленку, сетку, ткань, группу параллельных волокон, сплошную или перфорированную металлическую фольгу или композицию перечисленного, может обеспечить формирование изделий 6 с особыми свойствами, облегчить отделение изделий 6 из эластичных полимеров и/или полимеров, имеющих свойство высокой адгезии. Заранее подготовленные расходуемые основы для построения могут содержать маркировку, образовывать отделяемые или неотделяемые слои на изделиях 6. В изделие 6 могут быть встроены дополнительные компоненты 22, например, сенсоры различных типов, микрочипы, или изделия на их основе, RPID метки и др., и это позволяет получить композитные изделия 6, изделия 6 со встроенными компонентами 22, наделенные особыми функциями и свойствами. The fact that the continuous tape 9 in the device is configured to transport an additional consumable base for constructing products 6 or components 22 built into products 6 expands the functionality of the device. This is explained by the fact that the use of a pre-prepared consumable base for constructing products, which can be a film, mesh, fabric, a group of parallel fibers, solid or perforated metal foil, or a composition of the above, can ensure the formation of products 6 with special properties and facilitate the separation of products 6 from elastic polymers and/or polymers having high adhesion properties. Pre-prepared consumable bases for construction can contain markings, form detachable or non-separable layers on products 6. Additional components 22 can be built into product 6, for example, sensors of various types, microchips, or products based on them, RPID tags, etc., and this makes it possible to obtain composite products 6, products 6 with built-in components 22, endowed with special functions and properties.
То, что, в устройстве в качестве элемента, образующего опорную поверхность для непрерывной ленты 9, используется магнитная или электромагнитная опорная плита 14, а материал непрерывной ленты 9 обладает ферромагнитными свойствами (т.е. - непрерывная лента 9 выполнена из материала с ферромагнитными свойствами), увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что в случае, когда для стабилизации непрерывной ленты 9, в процессе построения используют магнитное поле управляемой силы, это позволяет предотвратить поперечные колебания указанной ленты 9, сохранив только продольную составляющую в движении указанной ленты 9, что обеспечит высокую точность изготовления изделий 6 и стабильность их геометрических параметров. The fact that the device uses a magnetic or electromagnetic support plate 14 as an element forming the supporting surface for the continuous tape 9, and the material of the continuous tape 9 has ferromagnetic properties (i.e., the continuous tape 9 is made of a material with ferromagnetic properties) , increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that in the case when a magnetic field of controlled force is used to stabilize a continuous tape 9 during the construction process, this makes it possible to prevent transverse vibrations of said tape 9, preserving only the longitudinal component in the movement of said tape 9, which will ensure high precision in the manufacture of products 6 and the stability of their geometric parameters.
Использование в устройстве в качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией, по меньшей мере, одного DLP-проектора 23 позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что DLP-проектор 23 обеспечивает одновременную экспозицию всего сечения формируемого изделия 6 с дифференцированной яркостью для различных участков. The use of at least one DLP projector 23 in the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation makes it possible to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the DLP projector 23 provides simultaneous exposure of the entire cross-section of the formed product 6 with differentiated brightness for different areas.
Использование в устройстве в качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией лазерного сканирующего устройства 25, содержащего, по меньшей мере, один лазерный источник, позволяет улучшить качество производимых изделий и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что лазерное сканирующее устройство 25 обеспечивает высокую точность соблюдения контура сечения формируемого изделия 6 и высокую удельную мощность излучения. The use of a laser scanning device 25 containing at least one laser source in the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, which contains at least one laser source, makes it possible to improve the quality of manufactured products and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the laser scanning device 25 ensures high accuracy of compliance with the cross-sectional contour of the formed product 6 and high specific radiation power.
Использование в устройстве в качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией сочетания, по меньшей мере, одного DLP -проектора 23 и, по меньшей мере, одного лазерного сканирующего устройства 25, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что DLP -проектор 23 обеспечивает одновременную экспозицию всего сечения формируемого изделия 6, лазерное сканирующее устройство 25 обеспечивает высокую точность соблюдения контура сечения формируемого изделия 6 и высокую удельную мощность излучения. Using a combination of at least one DLP projector 23 and at least one laser scanning device 25 in the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation allows you to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand functional device capabilities. This is explained by the fact that the DLP projector 23 provides simultaneous exposure of the entire cross-section of the formed product 6, the laser scanning device 25 ensures high accuracy of the contour of the section of the formed product 6 and high specific radiation power.
Использование в устройстве в качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией, по меньшей мере, одной LCD-панели с подсветкой коллимированным актиничным излучением увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что LCD-панель с подсветкой коллимированным актиничным излучением обеспечивает высокую разрешающую способность, и возможность экспозиции большой площади с относительно высокой удельной мощностью актиничного излучения. The use of at least one LCD panel illuminated by collimated actinic radiation in the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation increases the production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that an LCD panel backlit with collimated actinic radiation provides high resolution and the ability to expose a large area with a relatively high specific power of actinic radiation.
Использование в устройстве немодулированного источника актиничного излучения 24 (дополнительно к источнику актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией), длина волны которого отличается от длины волны источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых: изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что указанный источник 24 предназначен для активации фотоингибитора, входящего в состав фотополимерной композиции и обеспечивает возможность реализации технологии преодоления прилипания изделия 6 к окну 4, основанной на фотоингибировании граничного к окну 4 слоя фотополимера. Отсутствие прилипания формируемого изделия 6 к окну 4 емкости построения 2 позволяет непрерывно перемещать изделие 6 в процессе построения и осуществлять непрерывную экспозицию. The use in the device of an unmodulated source of actinic radiation 24 (in addition to the source of actinic radiation 5 with spatial modulation), the wavelength of which differs from the wavelength of the source of actinic radiation 5 with spatial modulation, allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand device functionality. This is explained by the fact that the specified source 24 is intended to activate the photoinhibitor included in the photopolymer composition and provides the possibility of implementing technology to overcome product sticking 6 to window 4, based on photoinhibition of the photopolymer layer bordering window 4. The absence of sticking of the formed product 6 to the window 4 of the construction tank 2 allows the product 6 to be continuously moved during the construction process and to carry out continuous exposure.
То, что, в устройстве в качестве материала прозрачного окна 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 используется материал проницаемый для кислорода и/или материал с низкой энергией поверхности увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что кислород - ингибитор радикальной полимеризации, проникая сквозь материал окна 4 емкости построения 2, обеспечивает наличие неотвержденного фотополимера на поверхности указанного окна 4 и обеспечивает реализацию функции непрерывного построения изделия 6 при непрерывной экспозиции. Материал с низкой энергией поверхности обеспечивает легкое отделение прилипшей части формируемого изделия 6. The fact that the device uses a material permeable to oxygen and/or a material with low surface energy as a material for the transparent window 4 of the container 2 to accommodate liquid photopolymer 3 increases the production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that oxygen, an inhibitor of radical polymerization, penetrating through the material of the window 4 of the building container 2, ensures the presence of uncured photopolymer on the surface of the specified window 4 and ensures the implementation of the function of continuous construction of the product 6 with continuous exposure. A material with low surface energy ensures easy separation of the adhered part of the formed product 6.
Наличие в составе материала прозрачного окна 4 емкости построения 2 реагента-ингибитора радикальной полимеризации, позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что реагент-ингибитор радикальной полимеризации, входящий в состав материала окна 4, обеспечивает наличие неотвержденного фотополимера на поверхности указанного окна 4, что позволяет реализовать функцию непрерывного построения изделия 6 при непрерывной экспозиции. The presence of a transparent window 4 in the material, a container for building 2 a reagent-inhibitor of radical polymerization, allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the radical polymerization inhibitor reagent included in the material of the window 4 ensures the presence of uncured photopolymer on the surface of the specified window 4, which makes it possible to implement the function of continuous construction of the product 6 with continuous exposure.
Наличие в составе материала прозрачного окна 4 емкости построения 2 преобразователя волнового фронта актиничного излучения позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество производимых изделий, увеличить производительность и расширить функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что перераспределение актиничного излучения в слое, граничащем с окном 4, обеспечивает наличие неотвержденного фотополимера на поверхности указанного окна 4 и обеспечивает реализацию функции непрерывного построения изделия 6 при непрерывной экспозиции. The presence of a transparent window 4 in the material, a container for constructing 2 a wavefront converter of actinic radiation, allows you to increase the production speed, improve the quality of manufactured products, increase productivity and expand the functionality of the device. This is explained by the fact that the redistribution of actinic radiation in the layer bordering the window 4 ensures the presence of uncured photopolymer on the surface of the specified window 4 and ensures the implementation of the function of continuous construction of the product 6 with continuous exposure.
То, что, устройство содержит средство транспортировки изделий 6 на стадии постобработки выполненное в виде конвейера, улучшает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что средство транспортировки в виде конвейера обеспечивает равномерную и своевременную подачу изделий 6 к стадиям постобработки, соблюдение продолжительности и последовательности всех стадий постобработки изделий. The fact that the device contains a means of transporting products 6 at the post-processing stage in the form of a conveyor improves production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that the transportation means in the form of a conveyor ensures a uniform and timely supply of products 6 to the post-processing stages, compliance with the duration and sequence of all stages of post-processing of products.
То, что, устройство содержит узел очистки 33 изделий 6 от остатков фотополимера 3, выполненный в виде группы форсунок 34 для обдува сжатым газом, улучшает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что фотополимер 3, удаленный с поверхности изделий 6 обдувкой сжатым газом возвращают в производственный процесс, обеспечивая его экономию, продлевают цикл службы моющего раствора 44 в связи с его меньшим загрязнением, и уменьшают нагрузку на систему очистки моющего раствора 44. The fact that the device contains a unit for cleaning 33 products 6 from photopolymer 3 residues, made in the form of a group of nozzles 34 for blowing with compressed gas, improves production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that photopolymer 3, removed from the surface of products 6 by blowing with compressed gas, is returned to the production process, ensuring its savings, extending the service life of the washing solution 44 due to its less contamination, and reducing the load on the cleaning system of the washing solution 44.
То, что, устройство содержит узел очистки 33 изделий 6 от остатков фотополимера 3, который выполнен в виде проходной моечной камеры и/или ванны, увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, евкличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что наличие проходной моечной камеры или ванны обеспечивает реализацию непрерывного процесса производства, свободного от промежуточных и ручных операций, операций перегрузки, промежуточного хранения изделий и оборота большого количества оснастки. The fact that the device contains a unit for cleaning 33 products 6 from photopolymer 3 residues, which is made in the form of a pass-through washing chamber and/or bath, increases the production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that the presence of a walk-through washing chamber or bath ensures the implementation of a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products and the turnover of a large amount of equipment.
То, что, устройство содержит узел финишной полимеризации, выполненный в виде проходной камеры с источниками актиничного излучения 59 и/или источниками тепла 60, увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что наличие проходной камеры с источниками актиничного излучения 59 и/или источниками тепла 60 обеспечивает реализацию непрерывного процесса финишной полимеризации и непрерывного процесса производства, свободного от промежуточных и ручных операций, операций перегрузки, промежуточного хранения изделий 6 и оборота большого количества оснастки. The fact that the device contains a finishing polymerization unit, made in the form of a pass-through chamber with actinic radiation sources 59 and/or heat sources 60, increases the production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands the functionality of the device. This is explained by the fact that the presence of a passage chamber with sources of actinic radiation 59 and/or heat sources 60 ensures the implementation of a continuous process of finishing polymerization and a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products 6 and turnover of a large amount of equipment.
То, что в устройстве, в качестве системы управления 61 использован контроллер на базе микропроцессора или компьютер общего применения, которые находятся под управлением специализированного программного обеспечения, увеличивает скорость производства, улучшает качество производимых изделий, увеличивает производительность и расширяет функциональные возможности устройства. Объясняется это тем, что когда управление устройством осуществляется системой управления 61, а именно контроллером на базе микропроцессора или компьютером общего применения под управлением специального программного обеспечения, это обеспечивает точное соблюдение технологических режимов, контроль параметров производства, коммерческий учет изделий 6 и расходных материалов, и реализацию непрерывного процесса производства, свободного от промежуточных и ручных операций, операций перегрузки, промежуточного хранения изделий и оборота большого количества оснастки. The fact that the device uses a microprocessor-based controller or a general-purpose computer as a control system 61, which is controlled by specialized software, increases production speed, improves the quality of manufactured products, increases productivity and expands functionality devices. This is explained by the fact that when the device is controlled by a control system 61, namely a microprocessor-based controller or a general-purpose computer controlled by special software, this ensures precise adherence to technological conditions, control of production parameters, commercial accounting of products 6 and consumables, and implementation a continuous production process, free from intermediate and manual operations, reloading operations, intermediate storage of products and turnover of a large amount of equipment.
Практическое осуществление, работа и промышленная применимость способа поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки, и устройство для его осуществления показаны на схематических изображениях, чертежах (фиг. 1-8). The practical implementation, operation and industrial applicability of the method for continuous production of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a complete post-processing cycle, and a device for its implementation are shown in schematic images and drawings (Fig. 1-8).
На фиг. 1 (А, В, С) схематически изображены варианты конструкций фотополимерных DLP и SLA 3D принтеров в соответствии с существующим уровнем техники (аналоги, прототип). In fig. 1 (A, B, C) schematically depicts design options for photopolymer DLP and SLA 3D printers in accordance with the existing level of technology (analogs, prototype).
На фиг. 2 схематически изображен вариант устройства в виде конструкции фотополимерного DLP и SLA 3 D-принтера с нижним расположением проекционной системы, в котором механизм перемещения 8 изделия 6 выполнен в виде конвейера с замкнутой непрерывной лентой 9. In fig. 2 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA 3 D-printer with a bottom-mounted projection system, in which the moving mechanism 8 of the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9.
На фиг. 3 схематически изображен вариант устройства в виде конструкции фотополимерного DLP и SLA ЗО-принтера с верхним расположением проекционной системы, в котором механизм перемещения 8 изделия 6 выполнен в виде конвейера с замкнутой непрерывной лентой 9. In fig. 3 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA ZO printer with an overhead projection system, in which the moving mechanism 8 of the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9.
На фиг. 4 схематически изображен вариант устройства в виде конструкции фотополимерного DLP и SLA ЗО-принтера, в котором механизм перемещения изделия 6 выполнен в виде механизма 18 с подачей непрерывной расходуемой ленты - носителя 19. In fig. 4 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA ZO printer, in which the mechanism for moving the product 6 is made in the form of a mechanism 18 with a supply of a continuous consumable tape - carrier 19.
На фиг. 5 схематически изображен процесс начала и продолжения формирования изделия 6. In fig. 5 schematically shows the process of starting and continuing the formation of product 6.
На фиг. 6 схематически изображен вариант устройства в виде конструкции фотополимерного DLP и SLA ЗО-принтера, в котором механизм 18 перемещения изделия 6 выполнен в виде конвейера с замкнутой непрерывной лентой 9 и дополнительно транспортирует подвижную основу 19 для построения изделий 6. На фиг. 7 схематически изображен вариант устройства в виде конструкции фотополимерного DLP и SLA ЗВ-принтера, в котором механизм перемещения изделия 6 выполнен в виде конвейера с замкнутой непрерывной лентой 9, и дополнительно содержит механизм 21 для размещения встраиваемых в изделие 6 компонентов 22. In fig. 6 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA ZO printer, in which the mechanism 18 for moving the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9 and additionally transports a movable base 19 for building products 6. In fig. 7 schematically shows a variant of the device in the form of a photopolymer DLP and SLA 3D printer, in which the mechanism for moving the product 6 is made in the form of a conveyor with a closed continuous belt 9, and additionally contains a mechanism 21 for placing components 22 built into the product 6.
На фиг. 8 схематически изображен вариант конструкции устройства с узлами удаления неотвержденного фотополимера, мойки, сушки и финишной полимеризации. In fig. 8 schematically shows a design option for a device with units for removing uncured photopolymer, washing, drying and finishing polymerization.
Спецификация, перечень элементов, узлов, деталей конструкции изобретения. Specification, list of elements, components, design details of the invention.
1 - станина; 1 - bed;
2 - емкость построения для размещения жидкого фотополимера 6; 2 - building capacity for placing liquid photopolymer 6;
3 - жидкий фотополимер; 3 - liquid photopolymer;
4 - прозрачное окно в емкости построения 2; 4 - transparent window in the tank of building 2;
5 - источник актиничного излучения с пространственной модуляцией; 5 - source of actinic radiation with spatial modulation;
6 - формируемое/сформированное изделие; 6 - molded/formed product;
7 - плоскость построения (поверхность фотополимера 3, ограниченная прозрачным окном 4); 7 - construction plane (surface of photopolymer 3, limited by transparent window 4);
8 - механизм перемещения непрерывной ленты 9; 8 - mechanism for moving continuous belt 9;
9 - непрерывная лента, которая является носителем для формируемого изделия 6;9 - continuous tape, which is the carrier for the formed product 6;
10 - электрический двигатель механизма перемещения 8 непрерывной ленты 9; 10 - electric motor of the mechanism for moving 8 of the continuous belt 9;
11 - редуктор механизма перемещения 8 непрерывной ленты 9; 11 - gearbox for moving mechanism 8 of continuous belt 9;
12 - энкодер двигателя 10 механизма перемещения 8 непрерывной ленты; 12 - encoder of the motor 10 of the mechanism for moving 8 of the continuous belt;
13 - острый угол между поверхностью 7 прозрачного окна 4 в емкости построения 2 для размещения фотополимера и поверхностью непрерывной ленты 9; 13 - acute angle between the surface 7 of the transparent window 4 in the building container 2 for placing the photopolymer and the surface of the continuous tape 9;
14 - опорная плита (магнитная или электромагнитная) для непрерывной ленты 9;14 - support plate (magnetic or electromagnetic) for continuous tape 9;
15 - узел крепления механизма перемещения 8 непрерывной ленты 9; 15 - attachment point for the movement mechanism 8 of the continuous belt 9;
16 - угловой или линейный энкодер узла 15 крепления механизма перемещения 8 непрерывной ленты 9; 16 - angular or linear encoder of the mounting unit 15 of the moving mechanism 8 of the continuous tape 9;
17 - электрический привод механизма поворота; + 17 - electric drive of the turning mechanism; +
18 - механизм для подачи расходуемой ленты - носителя 19; 18 - mechanism for feeding consumable tape - carrier 19;
19 - расходуемая лента - носитель; 19 - consumable tape - carrier;
20 - электрический привод механизма 18 для подачи расходуемой ленты - носителя 19; 20 - electric drive of the mechanism 18 for supplying the consumable tape - carrier 19;
21 - механизм для помещения на непрерывную ленту 9 встраиваемых в изделия 6 элементов/ компонентов 22; 22 - встраиваемые в изделия 6 элементы/компоненты; 21 - mechanism for placing 9 elements/components 22 built into products on a continuous belt; 22 - elements/components built into products 6;
23 - DLP-проектор; 23 - DLP projector;
24 - смодулированный источник актиничного излучения (источник актиничного излучения, не имеющий функции пространственной модуляции); 24 - modulated actinic radiation source (actinic radiation source that does not have a spatial modulation function);
25 - лазерное сканирующее устройство; 25 - laser scanning device;
26 - насос для перекачивания фотополимера; 26 - pump for pumping photopolymer;
27 - трубопроводы; 27 - pipelines;
28 - емкость - тара; 28 - container - container;
29 - сетчатый фильтр для жидкого фотополимера 3; 29 - mesh filter for liquid photopolymer 3;
30 - датчик уровня жидкого фотополимера 3; 30 - level sensor of liquid photopolymer 3;
31 - датчик температуры жидкого фотополимера 3; 31 - temperature sensor of liquid photopolymer 3;
32 - устройство нагрева и/или охлаждения жидкого фотополимера 3; 32 - device for heating and/or cooling liquid photopolymer 3;
33 - узел очистки (узел удаления неотвержденного фотополимера выполненный в виде группы форсунок/сопел 34); 33 - cleaning unit (unit for removing uncured photopolymer made in the form of a group of nozzles/nozzles 34);
34 - группа форсунок (сопел) узла очистки 33; 34 - group of nozzles (nozzles) of cleaning unit 33;
35 - источник сжатого газа; 35 - source of compressed gas;
36 - регулятор давления сжатого газа; 36 - compressed gas pressure regulator;
37 - лоток; 37 - tray;
38 - сетчатый конвейер; 38 - mesh conveyor;
39 - привод сетчатого конвейера 38; 39 - drive of the mesh conveyor 38;
40 - электрический двигатель привода сетчатого конвейера 38; 40 - electric motor driving the mesh conveyor 38;
41 - редуктор привода сетчатого конвейера 38; 41 - drive gearbox of the mesh conveyor 38;
42 - энкодер привода сетчатого конвейера 38; 42 - encoder for the drive of the mesh conveyor 38;
43 - узел мойки изделий 6 моющим раствором (жидкостью) 44; 43 - unit for washing products 6 with washing solution (liquid) 44;
44 - моющая жидкость (раствор); 44 - washing liquid (solution);
45 - емкость мойки изделий 6; 45 - product washing capacity 6;
46 - насосы для перекачивания моющей жидкости (раствора) 44; 46 - pumps for pumping washing liquid (solution) 44;
47 - датчик прозрачности и/или загрязненности моющей жидкости 44; 47 - sensor of transparency and/or contamination of the washing liquid 44;
48 - датчик уровня моющей жидкости 44; 48 - washing liquid level sensor 44;
49 - датчик температуры моющей жидкости 44; 49 - temperature sensor of washing liquid 44;
50 - форсунки для струйной мойки изделий 6; 50 - nozzles for jet washing of products 6;
51 - насос системы очистки моющей жидкости 44; 51 - pump of the cleaning liquid cleaning system 44;
52 - отстойник системы очистки моющей жидкости 44; 52 - settling tank for the cleaning liquid cleaning system 44;
53 - механический фильтр системы очистки моющей жидкости 44; 53 - mechanical filter of the washing liquid purification system 44;
54 - сборник моющей жидкости 44; 55 - сборник осадка системы очистки моющей жидкости 44; 54 - collection of washing liquid 44; 55 - sediment collection system for cleaning the washing liquid 44;
56 - датчик плотности моющей жидкости 44; 56 - density sensor of washing liquid 44;
57 - форсунки обдува узла сушки изделий 6; 57 - blowing nozzles for product drying unit 6;
58 - вентилятор с электрическим нагревом воздуха для обдува изделий 6 теплым воздухом; 58 - fan with electric air heating for blowing products 6 with warm air;
59 - источники актиничного излучения узла постобработки (узел финишной полимеризации) ; 59 - sources of actinic radiation from the post-processing unit (finishing polymerization unit);
60 - источники тепла, например, инфракрасные излучатели; 60 - heat sources, for example, infrared emitters;
61 - система управления на базе микропроцессора и/или компьютера общего применения; 61 - control system based on a microprocessor and/or a general-purpose computer;
62 - расстояние (глубина) эффективного проникновения актиничного излучения, вызывающего отверждение жидкого фотополимера 3; 62 - distance (depth) of effective penetration of actinic radiation causing hardening of liquid photopolymer 3;
63 - слой неотвержденного жидкого фотополимера 3; 63 - layer of uncured liquid photopolymer 3;
А, В, С на фиг. 5 - слои фотополимера 3; A, B, C in Fig. 5 - layers of photopolymer 3;
1, II, Ш на фиг. 5 - шаги экспозиции; 1, II, Ш in Fig. 5 - exposure steps;
А, В, С на фиг. 1 - схематические примеры устройств известного уровня техники (А, В - аналоги, С - прототип, US20080169586A1). A, B, C in Fig. 1 - schematic examples of devices of the prior art (A, B - analogues, C - prototype, US20080169586A1).
Лучшие примеры осуществления изобретения. The best examples of implementation of the invention.
Статическое описание конструкции устройства. Static description of the device design.
Устройство, предназначенное для реализации заявляемого способа, содержит: станину 1, на которой установлены агрегаты и узлы устройства, емкость 2 построения для размещения жидкого фотополимера 3 с окном 4 прозрачным для актиничного излучения, источник актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией, предназначенный для экспозиции сечений формируемого изделия 6 на поверхность-плоскости построения 7 жидкого фотополимера 3 ограниченную прозрачным окном 4 емкости построения 2 (фиг. 7, 2), механизм 8 перемещения непрерывной ленты 9, которая является носителем для формируемого изделия 6 (фиг. 2, 3, 7). Указанный механизм перемещения 8 в качестве привода содержит электрический двигатель 10 с редуктором 11, и энко дером 12 (фиг. 3, 7). Поверхность указанной непрерывной ленты 9 всегда расположена под острым углом 13 к поверхности прозрачного окна 4 в емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3. При этом, указанная непрерывная лента 9 является подвижной опорной поверхностью для размещения формируемого изделия 6 (Фиг. The device intended for the implementation of the proposed method contains: a frame 1 on which the units and components of the device are installed, a building capacity 2 for placing a liquid photopolymer 3 with a window 4 transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, intended for exposing sections of the formed product 6 on the surface-plane of construction 7 of liquid photopolymer 3 limited by the transparent window 4 of the container of construction 2 (Fig. 7, 2), a mechanism 8 for moving a continuous tape 9, which is the carrier for the formed product 6 (Fig. 2, 3, 7). The specified movement mechanism 8 as a drive contains an electric motor 10 with a gearbox 11 and an encoder 12 (Fig. 3, 7). The surface of the specified continuous tape 9 is always located at an acute angle 13 to the surface of the transparent window 4 in the construction tank 2 for placing liquid photopolymer 3. In this case, the specified continuous tape 9 is a movable supporting surface for placing the formed product 6 (Fig.
2, 3, 4, 5, 6, 7). В отдельных случаях реализации изобретения непрерывная лента 9 представляет собой замкнутую ленту конвейера, выполненную из металла, например, из железоникелевого сплава (Фиг. 2, 3). 2, 3, 4, 5, 6, 7). In some cases of implementation of the invention, the continuous belt 9 is a closed conveyor belt made of metal, for example, an iron-nickel alloy (Fig. 2, 3).
В отдельных случаях реализации изобретения непрерывная лента 9 конвейера выполнена из металла и имеет перфорацию (на фигурах не показана). In some cases of implementation of the invention, the continuous conveyor belt 9 is made of metal and has perforations (not shown in the figures).
Механизм перемещения 8 непрерывной ленты 9 может содержать опорную плиту 14 (которая выполнена, например, в виде электромагнитной плиты) для непрерывной ленты 9. (Рис. 2, 3). В отдельных случаях опорная плита 14 может содержать постоянные магниты (на фигурах не показаны), в таких случаях непрерывная лента 9 может быть выполнена из материала с ферромагнитными свойствами. The moving mechanism 8 of the continuous belt 9 may contain a support plate 14 (which is made, for example, in the form of an electromagnetic plate) for the continuous belt 9. (Fig. 2, 3). In some cases, the support plate 14 may contain permanent magnets (not shown in the figures); in such cases, the continuous tape 9 may be made of a material with ferromagnetic properties.
В других случаях реализации изобретения опорная плита 14 содержит каналы, соединенные трубопроводами 27 (фиг. 2, 3, 4, 6, 7) с насосом фотополимера (на фигурах не показан). In other cases of implementation of the invention, the base plate 14 contains channels connected by pipelines 27 (Fig. 2, 3, 4, 6, 7) with a photopolymer pump (not shown in the figures).
В отдельных случаях реализации конструкции изобретения острый угол 13 между поверхностью прозрачного для актиничного излучения окна 4 в емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 и поверхностью непрерывной ленты 9 может составлять от менее 90° до 45° или от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°, но не ограничиваясь этим. Соответственно, при реализации способа острый угол 13 между вектором перемещения непрерывной ленты 9 и плоскостью построения 7 также может составлять от менее 90° до 45° или от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°, но не ограничиваясь этим. In some cases of implementing the design of the invention, the acute angle 13 between the surface of the window 4, transparent to actinic radiation, in the container of the structure 2 for placing liquid photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9 can range from less than 90° to 45° or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°, but not limited to. Accordingly, when implementing the method, the acute angle 13 between the movement vector of the continuous tape 9 and the construction plane 7 can also range from less than 90° to 45°, or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2, 5° to 0.1°, but not limited to.
В отдельных случаях реализации изобретения конструкция содержит узел 15 крепления механизма 8 перемещения непрерывной ленты 9, который выполнен с возможностью регулировки угла 13 между поверхностью плоскости построения 7 окна 4 в емкости построения 2 для размещения фотополимера 3 и поверхностью непрерывной ленты 9. Для контроля указанного угла 13 узел 15 содержит угловой или линейный энкодер 16 и (не обязательно) электрический привод 17 механизма поворота с функцией фиксации положения (Фиг. 2, 3). In some cases of implementation of the invention, the design contains a mounting unit 15 of the mechanism 8 for moving the continuous tape 9, which is configured to adjust the angle 13 between the surface of the construction plane 7 of the window 4 in the construction tank 2 for placing the photopolymer 3 and the surface of the continuous tape 9. To control the specified angle 13 node 15 contains an angular or linear encoder 16 and (optionally) an electric drive 17 of the rotation mechanism with a position fixing function (Fig. 2, 3).
В отдельных случаях реализации устройства и способа производства непрерывная лента выполнена в виде непрерывно подаваемой расходуемой ленты- носителя 19, которая в данном случае является подвижной основой для построения изделий 6. При этом, устройство содержит механизм 18 для непрерывной подачи расходуемой ленты - носителя 19, и механизм 18 снабжен электрическим приводом 20 (фиг.6). В отдельных случаях реализации устройства непрерывная лента 9 может быть выполнена с возможностью транспортировки дополнительной основы для построения изделий 6 или встраиваемых в изделия 6 компонентов 22. In some cases of implementation of the device and production method, the continuous tape is made in the form of a continuously supplied consumable carrier tape 19, which in this case is a movable basis for constructing products 6. In this case, the device contains a mechanism 18 for the continuous supply of consumable carrier tape 19, and mechanism 18 is equipped with an electric drive 20 (Fig. 6). In some cases of device implementation, the continuous belt 9 can be configured to transport an additional base for constructing products 6 or components 22 built into products 6.
Также в других случаях устройство содержит механизм 21 для помещения на непрерывную ленту 9 встраиваемых в изделия 6 компонентов 22 (Фиг. 7). Also in other cases, the device contains a mechanism 21 for placing components 22 built into products 6 on a continuous belt 9 (Fig. 7).
В отдельных случаях реализации устройства и способа прозрачное окно 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 расположено снизу емкости построения 2 (Фиг. 2, 4, 5, 6, 7, 8). In some cases of implementation of the device and method, the transparent window 4 of the tank of the build 2 for placing the liquid photopolymer 3 is located at the bottom of the tank of the build 2 (Fig. 2, 4, 5, 6, 7, 8).
В других случаях реализации устройства и способа прозрачное окно 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 расположено сверху емкости построения 2 (Фиг. 3). In other cases of implementation of the device and method, the transparent window 4 of the building tank 2 for placing the liquid photopolymer 3 is located on top of the building tank 2 (Fig. 3).
В отдельных случаях реализации устройства прозрачное окно 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 выполнено проницаемым для кислорода, например из аморфного фторполимера, как описано в патенте США № US9205601B2 или из фторэластомера как описано в патенте США № US5122441 А. Также в качестве материала прозрачного окна 4 емкости построения 2 может быть использован материал с низкой энергией поверхности. In some cases of implementation of the device, the transparent window 4 of the container 2 for housing the liquid photopolymer 3 is made permeable to oxygen, for example from an amorphous fluoropolymer, as described in US patent No. US9205601B2 or from a fluoroelastomer as described in US patent No. US5122441 A. Also as a transparent material window 4 of the container of construction 2, a material with low surface energy can be used.
Кроме того, в отдельных случаях реализации устройства в состав материала прозрачного окна 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 может быть включен реагент - ингибитор радикальной полимеризации В отдельных вариантах исполнения конструкции прозрачное окно 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3 содержит массив микрофокусирующих элементов - преобразователь волнового фронта актиничного излучения, (на фигурах не показаны), такое устройство описано в патенте Украины № UA 123063. In addition, in some cases of implementation of the device, the material of the transparent window 4 of the container of construction 2 for accommodating liquid photopolymer 3 may include a reagent - a radical polymerization inhibitor. In some embodiments of the design, the transparent window 4 of the container of construction 2 for accommodating liquid photopolymer 3 contains an array of micro-focusing elements - actinic radiation wavefront converter (not shown in the figures), such a device is described in Ukrainian patent No. UA 123063.
В качестве источника 5 актиничного излучения в устройстве используют DLP - проектор 23 (фиг.2,3,8). The device uses a DLP projector 23 as a source 5 of actinic radiation (Fig. 2, 3, 8).
В отдельных случаях исполнения устройство дополнительно содержит источник 24 актиничного излучения, не имеющий функции пространственной модуляции (немодулированный источник актиничного излучения), и имеющий длину волны отличную от длины волны источника 5 с пространственной модуляцией (фиг.2,3,8). Подобные устройства описаны в патенте США № US10935891B2, а также в патенте США № US5236326A. In some cases, the device additionally contains a source 24 of actinic radiation that does not have a spatial modulation function (unmodulated source of actinic radiation), and has a wavelength different from the wavelength of the source 5 with spatial modulation (Fig. 2, 3, 8). Similar devices are described in US Patent No. US10935891B2, as well as in US Patent No. US5236326A.
В отдельных случаях исполнения устройство содержит источник 5 актиничного излучения с пространственной модуляцией может быть выполнен в виде лазерного сканирующего устройства 25 (фиг. 2,3,8), которое содержит, по меньшей мере, один лазерный источник. При этом, в состав указанного устройства 25 могут входить два и более различных источника лазерного излучения с различной длинной волны, объединенных (необязательно) в общий пучок, посредством, например, призм (на фигурах не показаны). Конструкции и способы такого объединения хорошо известны специалистам данной области техники. In some cases, the device contains a source 5 of actinic radiation with spatial modulation, which can be made in the form of a laser scanning device 25 (Fig. 2,3,8), which contains, at least one laser source. In this case, the said device 25 may include two or more different sources of laser radiation with different wavelengths, combined (optionally) into a common beam, by means, for example, of prisms (not shown in the figures). Designs and methods for such combinations are well known to those skilled in the art.
В других случаях реализации устройства в качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией используется сочетание, по меньшей мере, одного DLP -проектора 23 и, по меньшей мере, одного лазерного сканирующего устройства 25 (Рис. 2, 8). In other cases of implementing the device as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation, a combination of at least one DLP projector 23 and at least one laser scanning device 25 is used (Fig. 2, 8).
В отдельных случаях в качестве источника 5 актиничного излучения может использоваться DLP -проектор 23, содержащий два или более источника излучения с различной длинной волны способный экспонировать многоцветные изображения сечений. In some cases, a DLP projector 23 can be used as a source 5 of actinic radiation, containing two or more radiation sources with different wavelengths capable of exposing multi-color cross-section images.
В других случаях реализации устройства в качестве источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией используется LCD-панель с подсветкой коллимированным актиничным излучением (на фигурах не показана). In other cases of implementation of the device, an LCD panel backlit with collimated actinic radiation (not shown in the figures) is used as a source of actinic radiation 5 with spatial modulation.
Устройство также может содержать: насос 26 (фиг. 8) для перекачивания жидкого фотополимера 3, подсоединенный трубопроводами 27 (фиг. 2) к емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3, и к емкости - таре 28 (фиг. 8); сетчатый фильтр 29 (фиг. 8) для фотополимера 3, соединенный трубопроводами с емкостью построения 2 для размещения фотополимера 3 и емкостью - тарой 28; ультразвуковой (необязательно) датчик 30 (фиг. 8) уровня жидкого фотополимера 3 , датчик 31 (фиг. 8) температуры жидкого фотополимера 3, устройство 32 нагрева и/или охлаждения фотополимера 3 (фиг. 8) в емкости построения 2 выполненное, например, в виде резистивного нагревателя или элемента Пельтье. The device may also contain: a pump 26 (Fig. 8) for pumping liquid photopolymer 3, connected by pipelines 27 (Fig. 2) to the building tank 2 for placing liquid photopolymer 3, and to the container container 28 (Fig. 8); a mesh filter 29 (Fig. 8) for photopolymer 3, connected by pipelines to a building capacity 2 for placing photopolymer 3 and a container container 28; ultrasonic (optional) sensor 30 (Fig. 8) for the level of liquid photopolymer 3, sensor 31 (Fig. 8) for the temperature of liquid photopolymer 3, device 32 for heating and/or cooling of photopolymer 3 (Fig. 8) in a building container 2 made, for example, in the form of a resistive heater or Peltier element.
В отдельных случаях реализации изобретения устройство содержит узел очистки 33 изделий 6 от остатков неотвержденного фотополимера 3. Узел 33 может быть выполнен в виде набора форсунок 34 (сопел), подсоединенных к источнику 35 сжатого газа через регулятор давления 36 и закрытый лотком 37 (Фиг. 8) и щитками (на фигурах не показаны), или в виде проходной моечной камеры 43 и/или ванны 45 (Фиг. 8). In some cases of implementation of the invention, the device contains a unit for cleaning 33 products 6 from residues of uncured photopolymer 3. Unit 33 can be made in the form of a set of injectors 34 (nozzles) connected to a source 35 of compressed gas through a pressure regulator 36 and closed by a tray 37 (Fig. 8 ) and shields (not shown in the figures), or in the form of a pass-through washing chamber 43 and/or bath 45 (Fig. 8).
В отдельных случаях реализации изобретения устройство содержит средство транспортировки изделий 6 на стадии постобработки, которое выполнено в виде конвейера 38. Предложенное устройство также может содержать сетчатый конвейер 38 с приводом 39 от электрического двигателя 40 с редуктором 41 и энко дером 42 (фиг. 8), которые предназначены для транспортировки сформированных изделий 6 на последующие стадии обработки. In some cases of implementation of the invention, the device contains a means of transporting products 6 at the post-processing stage, which is made in the form of a conveyor 38. The proposed device may also contain a mesh conveyor 38 driven 39 by an electric motor 40 with a gearbox 41 and an encoder 42 (Fig. 8), which are designed to transport formed products 6 to subsequent processing stages.
Предложенное устройство также может содержать узел 43 мойки изделий 6 моющим раствором 44, емкость 45 мойки изделий 6 с моющей жидкостью 44, оснащенную (не обязательно) мешалкой (на фигурах не показана), насосы 46 для перекачивания моющей жидкости 44, датчики 47 прозрачности моющей жидкости 44, датчик 48 уровня и датчик 49 температуры моющей жидкости 44 (Фиг. 8). The proposed device may also contain a unit 43 for washing products 6 with a washing solution 44, a container 45 for washing products 6 with a washing liquid 44, equipped (optionally) with a stirrer (not shown in the figures), pumps 46 for pumping the washing liquid 44, sensors 47 for the transparency of the washing liquid 44, level sensor 48 and temperature sensor 49 of the washing liquid 44 (Fig. 8).
В отдельных исполнениях узел мойки 43 содержит набор форсунок 50 (Фиг. 8) для струйной мойки изделия 6. In some versions, the washing unit 43 contains a set of nozzles 50 (Fig. 8) for jet washing of the product 6.
В отдельных исполнениях емкость 45 узла 43 мойки, в которую погружаются изделия 6 снабжена ультразвуковым преобразователем (на фигурах не показан). In some versions, the container 45 of the washing unit 43, into which the products 6 are immersed, is equipped with an ultrasonic transducer (not shown in the figures).
В отдельных исполнениях емкость 45 узла мойки 43, в которую погружаются изделия 6, оснащена распределителем сжатого воздуха (на фигурах не показан). In some versions, the container 45 of the washing unit 43, into which the products 6 are immersed, is equipped with a compressed air distributor (not shown in the figures).
Устройство может содержать систему очистки моющей жидкости 44, которая содержит: насос 51, отстойник 52, механический фильтр 53, дозатор флокулянта и/или дозатор коагулянта (на фигурах не показаны), сборник 54 жидкости 44 и сборник осадка 55, датчик прозрачности 47, датчик плотности 56 моющей жидкости 44 (Фиг. 8). The device may contain a cleaning liquid cleaning system 44, which contains: a pump 51, a settling tank 52, a mechanical filter 53, a flocculant dispenser and/or a coagulant dispenser (not shown in the figures), a liquid collector 54 44 and a sediment collector 55, a transparency sensor 47, a sensor density 56 of the washing liquid 44 (Fig. 8).
В отдельных исполнениях система очистки моющей жидкости 44 также может содержать гидроциклоны, центрифуги, мешалки, электроуправляемые краны, клапаны и пневмораспределители, источники актиничного излучения и другие подобные устройства, хорошо известные специалистам в данной области техники (на фигурах не показаны). In some versions, the cleaning liquid cleaning system 44 may also contain hydrocyclones, centrifuges, mixers, electrically controlled taps, valves and pneumatic distributors, sources of actinic radiation and other similar devices well known to specialists in the field of technology (not shown in the figures).
В отдельных исполнениях узел мойки 43 содержит различные комбинации указанных устройств (на фигурах не показаны). In some versions, the washing unit 43 contains various combinations of these devices (not shown in the figures).
Устройство может содержать узел сушки изделий 6 после мойки. Узел сушки содержит группу форсунок 57, подсоединенных к источнику сжатого воздуха, и/или вентилятор 58 с электрическим нагревом воздуха для обдува изделий 6 теплым воздухом (Фиг. 8). The device may contain a unit for drying products 6 after washing. The drying unit contains a group of nozzles 57 connected to a source of compressed air, and/or a fan 58 with electrically heated air for blowing products 6 with warm air (Fig. 8).
Устройство может содержать узел финишной полимеризации, который выполнен в виде проходной камеры с источниками актиничного излучения 59 и/или источниками тепла 60. Источниками 59 актиничного излучения, могут быть, например - светодиоды и/или газоразрядные лампы, а источником 60 тепла могут быть, например - инфракрасные излучатели. Узел финишной полимеризации также может содержать комбинации указанных устройств. The device may contain a finishing polymerization unit, which is made in the form of a passage chamber with sources of actinic radiation 59 and/or heat sources 60. Sources 59 of actinic radiation can be, for example, LEDs and/or gas-discharge lamps, and the heat source 60 can be be, for example, infrared emitters. The finishing polymerization unit may also contain combinations of these devices.
В отдельных исполнениях устройство содержит узел нанесения финишных покрытий, например - лаковых покрытий (на фигурах не показаны). In some versions, the device contains a unit for applying finishing coatings, for example, varnish coatings (not shown in the figures).
Узлы сушки и полимеризации могут быть объединены в общую конструкцию.Drying and polymerization units can be combined into a common structure.
Устройство может быть снабжено средствами локальной вентиляции, хорошо известными специалистам в данной области. The device may be provided with local ventilation means well known to those skilled in the art.
Устройство содержит систему управления 61 в виде контроллера на базе микропроцессора и/или компьютера общего применения под управлением специализированного программного обеспечения (Фиг. 8). The device contains a control system 61 in the form of a controller based on a microprocessor and/or a general-purpose computer controlled by specialized software (Fig. 8).
Система управления 61, как минимум, соединена с датчиками уровня 30 фотополимера 3, температуры 31 фотополимера 3, датчиками уровня 48 моющей жидкости 44, датчиками температуры 49 моющей жидкости 44, датчиками прозрачности 47 и датчиками плотности 56 моющей жидкости 44, энко дерами 12, 16, 42 положений механизмов, устройствами 32 нагрева и/или охлаждения фотополимера 3, электродвигателем 10 привода перемещения непрерывной ленты, электродвигателем привода конвейера для перемещения изделий 6 на стадии постобработки, электродвигателем насоса 26 для перекачивания фотополимера 3, электродвигателями насоса 46 для перекачивания моющей жидкости 44, другими датчиками, исполнительными устройствами и средствами индикации и отображения, обычно применяемыми в подобных системах и хорошо известными специалистам в данной области техники. The control system 61 is, at a minimum, connected to sensors for level 30 of photopolymer 3, temperature sensors 31 of photopolymer 3, level sensors 48 of washing liquid 44, temperature sensors 49 of washing liquid 44, transparency sensors 47 and density sensors 56 of washing liquid 44, encoders 12, 16 . other sensors, actuators and indicating and display means commonly used in such systems and well known to those skilled in the art.
Описание примеров работы устройства и способа поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки. Description of examples of the operation of the device and the method for the continuous production of three-dimensional printed products from liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle.
Заявляемый способ реализуют с помощью заявляемого устройства следующим образом. The inventive method is implemented using the inventive device as follows.
Емкость построения 2 для размещения фотополимера 3 заполняют жидким фотополимером 3. Посредством источника актиничного излучения 5 с пространственной модуляцией экспонируют жидкий фторполимер 3 на участке, где расстояние 62 от внутренней поверхности прозрачного окна 4 емкости построения 2, до непрерывной перемещаемой (перематываемой) ленты 9 меньше глубины эффективного проникновения актиничного излучения в жидкий фторполимер 3 (фиг. 5). При этом, в соответствии с изобретением, формируемое из жидкого фотополимера 3 изделие 6 является закрепленным на непрерывно перематываемой ленте 9, которую в процессе построения перемещают так, что формируемое из жидкого фотополимера 3 изделие 6 расположено исключительно под острым углом 13 к плоскости построения 7. Процесс построения формируемого изделия 6 начинают экспозицией ограниченного участка сечения формируемого изделия 6 в зоне, где расстояние 62 от плоскости построения 7 до поверхности ленты 9 соответствует глубине эффективного проникновения актиничного излучения в жидкий фотополимер 3. Производят экспозицию указанного участка сечения формируемого изделия 6 на поверхность плоскость построения 7 фотополимера 3, формируют слой “А” отвержденного фотополимера 3 на поверхности указанной непрерывной ленты 9, затем приводят в движение непрерывную ленту 9 (выполненную, например, в виде замкнутой непрерывной ленты конвейера) до образования зазора между сформированной частью изделия 6 и поверхностью прозрачного окна 4, и вновь производят экспозицию, формируя слой “В” (фиг. 5). Описанные действия повторяют для формирования слоя “С”, и затем описанные действия повторяют циклически, при этом величину указанного зазора выбирают эквивалентной эффективной глубине проникновения актиничного излучения в фотополимер 3, а площадь зоны экспозиции увеличивают по мере продвижения изделия 6 (Фиг. 5) с соблюдением расстояния 62 также и для формируемой поверхности изделия 6. Предпочтительно, при реализации процесса, обеспечить наличие слоя 63 неотвержденного фотополимера 3 на поверхности прозрачного окна 4 (фиг. 5). Толщина каждого формируемого слоя (А, В, С) может быть от более 10 мкм до 50 мкм или от 50 мкм до 100 мкм или от 1000 мкм до 200 мкм, но не ограничиваясь этим. The building container 2 for placing the photopolymer 3 is filled with liquid photopolymer 3. Using an actinic radiation source 5 with spatial modulation, the liquid fluoropolymer 3 is exposed in the area where the distance 62 from the inner surface of the transparent window 4 of the building container 2 to the continuous moving (rewinding) tape 9 is less than the depth effective penetration of actinic radiation into liquid fluoropolymer 3 (Fig. 5). Moreover, in accordance with the invention, the product 6 formed from liquid photopolymer 3 is mounted on a continuously rewound tape 9, which is moved during the construction process so that the product 6 formed from liquid photopolymer 3 is located exclusively at an acute angle 13 to the construction plane 7. The process of constructing the formed product 6 begins with the exposure of a limited section of the cross-section of the formed product 6 in the zone where the distance 62 from the plane construction 7 to the surface of the tape 9 corresponds to the depth of effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer 3. The specified section of the cross-section of the product being formed 6 is exposed to the surface of the construction plane 7 of the photopolymer 3, a layer “A” of the cured photopolymer 3 is formed on the surface of the specified continuous tape 9, then brought a continuous belt 9 (made, for example, in the form of a closed continuous conveyor belt) is moved until a gap is formed between the formed part of the product 6 and the surface of the transparent window 4, and exposure is again made, forming layer “B” (Fig. 5). The described actions are repeated to form layer “C”, and then the described actions are repeated cyclically, while the value of the specified gap is chosen equivalent to the effective penetration depth of actinic radiation into the photopolymer 3, and the area of the exposure zone is increased as the product 6 advances (Fig. 5) in compliance distance 62 also for the formed surface of the product 6. It is preferable, when implementing the process, to ensure the presence of a layer 63 of uncured photopolymer 3 on the surface of the transparent window 4 (Fig. 5). The thickness of each formed layer (A, B, C) can be from more than 10 µm to 50 µm or from 50 µm to 100 µm or from 1000 µm to 200 µm, but not limited to this.
Таким образом, при реализации способа поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера (отверждаемого актиничным излучением) с носителем в виде непрерывной ленты и с помощью заявленного устройства, как минимум, осуществляют: Thus, when implementing a method for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer (cured by actinic radiation) with a carrier in the form of a continuous tape and using the claimed device, at a minimum, the following is carried out:
- экспозицию сечения формируемого изделия 6 актиничным излучением, направленного на поверхность жидкого фотополимера 3, ограниченную прозрачным для такого излучения окном 4 емкости построения 2, которое образует плоскость построения 7; - exposure of the cross section of the product being formed 6 to actinic radiation directed at the surface of the liquid photopolymer 3, limited by the window 4 of the building tank 2, transparent to such radiation, which forms the building plane 7;
- отверждение жидкого фотополимера 3 в пределах экспонируемого сечения формируемого изделия 6; - curing of liquid photopolymer 3 within the exposed cross-section of the formed product 6;
- перемещение формируемого изделия 6, закрепленного на подвижной опорной поверхности в виде непрерывно перематываемой ленты 9, по направлению от прозрачного окна 4, при этом, формируемое изделие 6, закрепленное на подвижной опорной поверхности, в процессе построения перемещают исключительно под острым углом 13 к плоскости построения 7; - movement of the formed product 6, fixed on a movable support surface in the form of a continuously rewinding tape 9, in the direction from the transparent window 4, while the formed product 6, mounted on a movable support surface, is moved during the construction process exclusively at an acute angle 13 to the construction plane 7;
- начало процесса построения формируемого изделия 6 осуществляют экспозицией ограниченного участка сечения формируемого изделия 6 в зоне, где расстояние 62 от плоскости построения 7 до поверхности ленты 9 соответствует глубине эффективного проникновения актиничного излучения в жидкий фотополимер 3; - the beginning of the process of constructing the formed product 6 is carried out by exposing a limited section of the cross-section of the formed product 6 in the zone where the distance 62 from the construction plane 7 to the surface of the tape 9 corresponds to the depth of effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer 3;
- смену проекции сечения при увеличении зоны экспозиции по мере перемещения изделия 6 с соблюдением расстояния 62 также и для формируемой поверхности изделия (6); - changing the cross-sectional projection with increasing exposure zone as the product 6 moves while maintaining the distance 62 also for the formed surface of the product (6);
- циклическое повторение указанных действий. - cyclical repetition of these actions.
В различных случаях реализации способа производства острый угол 13 между вектором перемещения непрерывной ленты 9 и плоскостью построения 7 преимущественно составляет от менее 90° до 45° или от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°, но не ограничиваясь этим. In various cases of implementation of the production method, the acute angle 13 between the movement vector of the continuous tape 9 and the construction plane 7 is preferably from less than 90° to 45°, or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2, 5° to 0.1°, but not limited to.
В различных случаях реализации способа производства непрерывная лента 9 может быть выполнена в виде замкнутой ленты (например - в виде непрерывной замкнутой конвейерной ленты), и, соответственно, в таких случаях непрерывная лента 9 работает как конвейер, постоянно, без остановок, перемещая формируемы изделия 6. In various cases of implementation of the production method, the continuous belt 9 can be made in the form of a closed belt (for example, in the form of a continuous closed conveyor belt), and, accordingly, in such cases, the continuous belt 9 operates as a conveyor, constantly, without stopping, moving the formed products 6 .
В другом примере реализации способа формируемое изделие 6 перемещают непрерывно при непрерывной экспозиции последовательности сечений формируемого изделия 6. In another example of the implementation of the method, the formed product 6 is moved continuously with continuous exposure of a sequence of sections of the formed product 6.
Также, при осуществлении способа производства, может быть реализован процесс построения изделия 6 с возвратно-поступательным перемещением и перерывами между экспозициями сечений формируемого изделия 6. Also, when implementing the production method, the process of constructing the product 6 with reciprocating movement and breaks between exposures of sections of the formed product 6 can be implemented.
В некоторых случаях реализации способа одновременно экспонируют, по меньшей мере, сечения двух изделий 6. In some cases, implementations of the method simultaneously expose at least sections of two products 6.
При этом, одним из приведенных ниже способов преодоления прилипания обеспечивают наличие слоя 63 (фиг. 5) неотвержденного фотополимера 3 на поверхности плоскости построения 7 прозрачного окна 4 емкости построения 2 для размещения жидкого фотополимера 3. Наличие слоя 63 неотвержденного фотополимера 3 может быть обеспечено тем, что прозрачное окно 4 емкости построения 2 для размещения фотополимера выполнено проницаемым для кислорода, и ближайший к окну фотополимер ингибируется кислородом, как это описано в патенте США № US9205601B2 или как это описано в патенте США № US5122441 А. Таким образом используют кислородное ингибирование граничного слоя фотополимера 3. In this case, one of the following methods for overcoming sticking ensures the presence of a layer 63 (Fig. 5) of uncured photopolymer 3 on the surface of the construction plane 7 of the transparent window 4 of the building container 2 for placing liquid photopolymer 3. The presence of a layer 63 of uncured photopolymer 3 can be ensured by that the transparent window 4 of the container 2 for placing the photopolymer is made permeable to oxygen, and the photopolymer closest to the window is inhibited by oxygen, as described in US Patent No. US9205601B2 or as described in US Patent No. US5122441 A. In this way, oxygen inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 is used.
В другом примере реализации способа наличие слоя 63 неотвержденного фотополимера 3 поверхности плоскости построения 7 прозрачного окна 4 емкости построения 2 обеспечивают тем, что фотополимер 3 содержит фотоингибитор (т.е. используют фотонное ингибирование граничного слоя фотополимера 3 , который активируется вторым источником 24 актиничного излучения (немодулированный источник актиничного излучения), при этом интенсивность актиничного излучения активирующего фотоингибитор выбирают такой, что толщина (расстояние) слоя 63 проникновения указанного излучения в фотополимер 3 меньше, чем расстояние 62 проникновения актиничного излучения вызывающего отверждение фотополимера. Преодоление прилипания методом фотоингибирования описано в патенте США № US10935891B2, а также в патентах США № US5236326A, № US11174326В2. Длина волны отверждающего фотополимер излучения может быть (не обязательно), например, 455 или 470 нм, длина волны излучения активирующего фотоингибитор может быть 365 или 385 нм, но не ограничиваясь этим. В качестве фотоингибитора могут быть использованы различные соединения, например, использование нитроароматических соединений в качестве фотоингибиторов радикальной полимеризации описано в патенте США № US4269933A, использование соединений гексаарилбиимидазола в качестве ингибиторов радикальной полимеризации описано в патенте США № US11174326В2, использование тирамтетраэтилтиурамдисульфида (TEDS) в качестве фотоингибитора описано в патенте США US10166725B2. In another example of the implementation of the method, the presence of a layer 63 of uncured photopolymer 3 on the surface of the plane of construction 7 of the transparent window 4 of the container of construction 2 is ensured by the fact that the photopolymer 3 contains a photoinhibitor (i.e., they use photon inhibition of the boundary layer of the photopolymer 3, which is activated by the second source 24 of actinic radiation ( unmodulated source of actinic radiation), wherein the intensity of the actinic radiation activating the photoinhibitor is chosen such that the thickness (distance) of the layer 63 of penetration of said radiation into the photopolymer 3 is less than the penetration distance 62 of the actinic radiation of the photopolymer causing curing. Overcoming adhesion by photoinhibition is described in US Patent No. US10935891B2, as well as in US patents No. US5236326A, No. US11174326B2. The wavelength of the photopolymer-curing radiation can be (optional), for example, 455 or 470 nm, the wavelength of the photoinhibitor activating radiation can be 365 or 385 nm, but not limited to this. Various compounds can be used as a photoinhibitor, for example, the use of nitroaromatic compounds as photoinhibitors of radical polymerization is described in US Patent No. US4269933A, the use of hexaarylbiimidazole compounds as radical polymerization inhibitors is described in US Patent No. US11174326B2, the use of thiramtetraethylthiuram disulfide (TEDS) as a photoinhibitor is described in US patent US10166725B2.
Также для уменьшения силы прилипания формируемого изделия 6 к прозрачному окну 4 может быть использовано ингибирование граничного слоя фотополимера 3: химическое ингибирование граничного слоя фотополимера 3 или преобразование волнового фронта актиничного излучения, или многоволновая фотополимеризация. Also, to reduce the adhesion force of the formed product 6 to the transparent window 4, inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 can be used: chemical inhibition of the boundary layer of photopolymer 3 or transformation of the wavefront of actinic radiation, or multi-wavelength photopolymerization.
В другом случае реализации способа, для того чтобы часть жидкого фотополимера 3 вблизи поверхности прозрачного окна 4 оставалась неэкспонируемой, и сохраняла подвижность в ближайшем тонком слое на поверхности прозрачного окна 4, посредством микрофокусирующих элементов (на фигурах не показаны) встроенных в конструкцию окна 4 перераспределяют мощность актиничного излучения, как это описано в патенте Украины № UA123063. Для контроля и поддержания уровня жидкого фотополимера 3 используют датчик уровня 30 фотополимера 3. В соответствии с данными указанного датчика 30 (фиг. 2, 3, 8), включают и выключают насос 26 для перекачивания жидкого фотополимера 3, подсоединенный трубопроводами 27 к емкости построения 2 и к емкости - таре 28. (фиг. 8). In another case of implementing the method, in order for part of the liquid photopolymer 3 near the surface of the transparent window 4 to remain unexposed and retain mobility in the nearest thin layer on the surface of the transparent window 4, power is redistributed by means of microfocusing elements (not shown in the figures) built into the structure of the window 4 actinic radiation, as described in Ukrainian patent No. UA123063. To control and maintain the level of liquid photopolymer 3, a level sensor 30 of photopolymer 3 is used. In accordance with the data of the specified sensor 30 (Fig. 2, 3, 8), the pump 26 for pumping liquid photopolymer 3, connected by pipelines 27 to the building tank 2, is turned on and off. and to the container - container 28. (Fig. 8).
Сетчатый фильтр 29 для жидкого фотополимера 3 улавливает осколки и сгустки отвержденного фотополимера 3, которые могут помешать нормальной работе устройства и реализации способа. The mesh filter 29 for the liquid photopolymer 3 catches fragments and clots of the cured photopolymer 3, which can interfere with the normal operation of the device and the implementation of the method.
Для поддержания заданного температурного режима жидкого фотополимера 3 в емкости построения 2 используют устройство 32 нагрева и/или охлаждения, например, резистивный нагревательный элемент или элемент Пельтье. To maintain a given temperature regime of the liquid photopolymer 3 in the building container 2, a heating and/or cooling device 32 is used, for example, a resistive heating element or a Peltier element.
Данные от датчика температуры 31 жидкого фотополимера 3, установленного в емкости построения 2, обрабатываются системой управления 61, которая выдает команды на включение и выключение нагрева или охлаждения жидкого фотополимера 3. Data from the temperature sensor 31 of the liquid photopolymer 3 installed in the building tank 2 is processed by the control system 61, which issues commands to turn on and off the heating or cooling of the liquid photopolymer 3.
В отдельных случаях реализации способа производства и устройства, когда в качестве носителя для формируемого изделия 6 используют непрерывную расходуемую ленту - носитель 19, транспортировку указанной ленты - носителя 19 осуществляют посредством механизма 18, и формирование изделий 6 осуществляют на поверхности непрерывной расходуемой ленты - носителя 19. In some cases of implementation of a production method and device, when a continuous consumable tape - carrier 19 is used as a carrier for the formed product 6, transportation of the specified tape - carrier 19 is carried out through a mechanism 18, and the formation of products 6 is carried out on the surface of a continuous consumable tape - carrier 19.
Лента - носитель 19 может представлять собой, например, но не ограничиваясь, ленту из полиэтилентерефталата или другого подходящего по качеству и свойствам материала, например, композитного пластика. Предпочтительно лента-носитель 19 должна быть умеренно жесткой и гибкой. The carrier tape 19 may be, for example, but not limited to, a tape made of polyethylene terephthalate or other material of suitable quality and properties, for example, composite plastic. Preferably, the carrier tape 19 should be moderately stiff and flexible.
В отдельных случаях реализации способа производства и устройства, посредством механизма 21 для помещения на непрерывную ленту 9 встраиваемых в изделия 6 компонентов 22 размещают на указанной ленте 9 компоненты 22 (фиг. 7), например, маркировочные ярлыки, сенсоры или микрочипы. Закрепление указанных компонентов 22 выполняют посредством локальной экспозиции фотополимера 3, окружающего указанные компоненты 22 актиничным излучением, и выполняют построение изделий 6 таким образом, что указанные компоненты 22 оказываются встроенными в изделия 6. In some cases of implementation of the production method and device, by means of a mechanism 21 for placing on a continuous tape 9 components 22 built into products 6, components 22 (Fig. 7), for example, marking labels, sensors or microchips, are placed on said tape 9 (Fig. 7). The fixation of the specified components 22 is carried out through local exposure of the photopolymer 3 surrounding the specified components 22 with actinic radiation, and the construction of products 6 is carried out in such a way that the specified components 22 are built into the products 6.
Кроме того, непрерывная лента 9 в некоторых отдельных случаях дополнительно транспортирует расходуемую основу для построения изделий, которая может представлять собой пленку, сетку, ткань, группу параллельных волокон, сплошную или перфорированную металлическую фольгу или композицию перечисленного, может обеспечить формирование изделий 6 с особыми свойствами, облегчить отделение изделий 6 из эластичных полимеров и/или полимеров, имеющих свойство высокой адгезии. Заранее подготовленные расходуемые основы для построения могут содержать маркировку, образовывать отделяемые или неотд еляемые слои на изделиях 6. или содержать встраиваемые компоненты 22 изделий 6. In addition, the continuous belt 9 in some individual cases additionally transports a consumable base for constructing products, which can be a film, mesh, fabric, or a group of parallel fibers, solid or perforated metal foil or a composition of the above, can provide the formation of products 6 with special properties, facilitate the separation of products 6 from elastic polymers and/or polymers having high adhesion properties. Pre-prepared consumable building bases may contain markings, form detachable or non-removable layers on products 6, or contain embedded components 22 of products 6.
В процессе построения формируемого изделия 6 перемещают (перематывают) непрерывную ленту 9 вместе с закрепленными на подвижной опорной поверхности ленты 9 формируемыми изделиями 6. При этом, далее сформированные изделия 6, удерживаемые на указанной ленте 9 силами адгезии, перемещают из емкости построения 2 в зону удаления неотвержденного фотополимера 3. In the process of constructing the formed product 6, a continuous tape 9 is moved (rewinded) together with the formed products 6 fixed on the movable supporting surface of the tape 9. In this case, the further formed products 6, held on the specified tape 9 by adhesion forces, are moved from the construction tank 2 to the removal zone uncured photopolymer 3.
После перемещения изделия 6 из емкости построения 2 в зону удаления неотвержденного фотополимера 3, такой неотвержденный фотополимер 3 удаляют, обдувая изделия 6, расположенные на непрерывной ленте 9, сжатым газом через группу форсунок/ сопел 34, подсоединенных к источнику 35 сжатого газа. Брызги фотополимера 3 стекают с защитных щитков и лотка 37 в емкость построения 2 (фиг. 8) After moving the product 6 from the build tank 2 to the removal area of the uncured photopolymer 3, such uncured photopolymer 3 is removed by blowing the products 6 located on the continuous belt 9 with compressed gas through a group of nozzles/nozzles 34 connected to a compressed gas source 35. Sprays of photopolymer 3 flow down from the protective shields and tray 37 into the building container 2 (Fig. 8)
При повороте непрерывной ленты 9 вокруг приводного валика механизма перемещения 8, изделия 6, имеющие меньшую, чем лента 9 гибкость, отделятся от непрерывной ленты 9 (конвейера) и перегружаются на сетчатый конвейер 38 узла постобработки или в приемный контейнер (на фигурах не показан). When turning the continuous belt 9 around the drive roller of the moving mechanism 8, products 6, which have less flexibility than the belt 9, are separated from the continuous belt 9 (conveyor) and are transferred to the mesh conveyor 38 of the post-processing unit or into a receiving container (not shown in the figures).
В зонах последующей обработки (в узле мойки 43) мойку изделий 6 осуществляют моющей жидкостью 44, подаваемой струями через группу форсунок 50 (рис. 8). In the post-processing zones (in the washing unit 43), products 6 are washed with washing liquid 44 supplied in jets through a group of nozzles 50 (Fig. 8).
В отдельных вариантах осуществляют мойку изделий 6 в емкости 45 с моющей жидкостью 44. In some embodiments, products 6 are washed in a container 45 with washing liquid 44.
В отдельных вариантах реализации способа в емкость 45 с моющей жидкостью 44 подают сжатый газ, например, воздух, пузырьки указанного газа способствуют лучшей мойке изделий 6 и лучшему перемешиванию моющей жидкости 44. In some embodiments of the method, compressed gas, for example, air, is supplied to the container 45 with the washing liquid 44; bubbles of the said gas contribute to better washing of the products 6 and better mixing of the washing liquid 44.
В отдельных случаях исполнениях устройства и реализации способа, емкость 45 узла мойки 43, в которую погружаются изделия 6, снабжена ультразвуковым преобразователем (на фигурах не показан), и мойку изделий 6 осуществляют посредством ультразвуковых колебаний, распространяющихся в указанной моющей жидкости 44. In some cases, embodiments of the device and implementation of the method, the container 45 of the washing unit 43, into which the products 6 are immersed, is equipped with an ultrasonic transducer (not shown in the figures), and the products 6 are washed by means of ultrasonic vibrations propagating in the specified washing liquid 44.
В отдельных исполнениях устройства и реализации способа узел мойки 43 может содержать различные комбинации указанных устройств, и может выполнять различные операции по очистке изделий 6. In certain versions of the device and implementation of the method, the washing unit 43 may contain various combinations of these devices, and can perform various operations for cleaning products 6.
Очистку сформированного изделия 6 от остатков жидкого фотополимера 3 могут осуществлять, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. Cleaning the formed product 6 from residual liquid photopolymer 3 can be carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
В отдельных случаях реализации изобретения узел постобработки может быть выполнен в виде отдельного устройства с автономной системой управления и контроля. В данном случае «узел постобработки» является обобщающим термином, и такой узел постобработки может содержать один или несколько узлов, например: узел очистки 33 и/или узел мойки 43, и/или узел финишной полимеризации, и/или узел окрашивающих или функциональных покрытий окрашивающих или функциональных покрытий. In some cases of implementation of the invention, the post-processing unit can be made in the form of a separate device with an autonomous control and monitoring system. In this case, “post-processing unit” is a general term, and such a post-processing unit may contain one or more units, for example: a cleaning unit 33 and/or a washing unit 43, and/or a finishing polymerization unit, and/or a coloring or functional coating unit or functional coatings.
В качестве моющей жидкости 44 используют водную жидкость, содержащую спирты, например, изопропиловый спирт, этиловый спирт, эфиры пропиленгликоля и другие подходящие растворители и смывки. Моющая жидкость 44 может содержать ПАВ, пеногасители и другие целевые добавки. The cleaning liquid 44 is an aqueous liquid containing alcohols, for example, isopropyl alcohol, ethyl alcohol, propylene glycol ethers and other suitable solvents and removers. The washing liquid 44 may contain surfactants, defoamers and other targeted additives.
Моющую жидкость 44 перекачивают насосом 46 и очищают от примесей фотополимера 3, загрязнение фотополимером 3 включает твердые включения, жидкие несмешиваюшиеся компоненты и растворенные компоненты, соотношение указанных компонентов зависит от типа растворителя моющей жидкости 44 и состава фотополимера 3. The washing liquid 44 is pumped by pump 46 and cleaned from impurities of the photopolymer 3, contamination with the photopolymer 3 includes solid inclusions, liquid immiscible components and dissolved components, the ratio of these components depends on the type of solvent of the washing liquid 44 and the composition of the photopolymer 3.
Для очистки моющего раствора 44 используют процессы флокуляции и коагуляции. Для коагуляции используют соли металлов: хлорид железа, сульфат железа, хлорид алюминия, сульфат алюминия и другие. Для флокуляции применяют анионные, катионные, амфотерные флокулянты на основе полиакриламида, акрилата и других реагентов известных специалистам данного уровня техники. Flocculation and coagulation processes are used to purify the cleaning solution 44. Metal salts are used for coagulation: ferric chloride, ferrous sulfate, aluminum chloride, aluminum sulfate and others. For flocculation, anionic, cationic, amphoteric flocculants based on polyacrylamide, acrylate and other reagents known to specialists in this level of technology are used.
Очищают моющую жидкость 44 выполняя операции: перекачивания моющей жидкости 44 насосом 46, внесение в моющую жидкость флокулянта и/или коагулянта дозаторами флокулянта/коагулянта (на фигурах не показаны), отстаивание моющей жидкости в отстойнике 52, и/или механическую фильтрацию механическим фильтром 53, помещение моющей жидкости в сборник 54 и помещение осадка в сборник 55 осадка (фиг.8). Контролируют параметры процесса очистки моющей жидкости 44 ультразвуковым или контактным датчиком уровня 48 моющей жидкости 44, датчиком уровня прозрачности и/или загрязненности 47 моющей жидкости 44, датчиком плотности 56 и датчиком температуры 49 моющей жидкости 44 (рис. 8). The washing liquid 44 is cleaned by performing the following operations: pumping the washing liquid 44 with a pump 46, introducing a flocculant and/or coagulant into the washing liquid using flocculant/coagulant dispensers (not shown in the figures), settling the washing liquid in a settling tank 52, and/or mechanical filtration with a mechanical filter 53, placing the washing liquid in the collection 54 and placing the sediment in the sediment collection 55 (Fig. 8). Monitor process parameters cleaning the washing liquid 44 with an ultrasonic or contact level sensor 48 of the washing liquid 44, a transparency and/or contamination level sensor 47 of the washing liquid 44, a density sensor 56 and a temperature sensor 49 of the washing liquid 44 (Fig. 8).
В отдельных случаях реализации способа для перевода части растворенных мономеров в состояние твердого осадка перед введением флокулянта и/или коагулянта проводят полимеризацию растворенных в моющей жидкости 44 мономеров, поскольку в моющей жидкости 44 присутствует растворенный фоторинциатор, такая реакция может быть эффективно проведена при облучении моющей жидкости 44 актиничным излучением от источников актиничного излучения (на фигурах не показаны). Далее вводят флокулянт и/или коагулянт и выполняют фильтрацию. In some cases of implementation of the method for converting part of the dissolved monomers into a solid precipitate state, before introducing the flocculant and/or coagulant, polymerization of the monomers dissolved in the washing liquid 44 is carried out, since a dissolved photoinitiator is present in the washing liquid 44, such a reaction can be effectively carried out by irradiating the washing liquid 44 actinic radiation from sources of actinic radiation (not shown in the figures). Next, a flocculant and/or coagulant is introduced and filtration is performed.
Выполняют сушку очищенных изделий 6, обдувая изделия 6 сжатым воздухом, через группу форсунок 57 подсоединенных к источнику сжатого воздуха (рис. 8) The cleaned products 6 are dried by blowing the products 6 with compressed air through a group of nozzles 57 connected to a source of compressed air (Fig. 8)
В других случаях реализации способа обдув изделий 6 может осуществляться посредством вентилятора 58 с электрическим нагревом воздуха, и обдув изделий 6 осуществляют теплым воздухом. In other cases of implementation of the method, the products 6 can be blown by means of a fan 58 with electrically heated air, and the products 6 are blown with warm air.
Для финишной полимеризации изделия 6 облучают посредством источников 59 актиничного излучения, например, массивами светодиодов и/или газоразрядных ламп (рис. 8). В других случаях используют источники тепла 60, например, инфракрасные излучатели или используют комбинацию указанных устройств (фиг. 8). For final polymerization, products 6 are irradiated using sources 59 of actinic radiation, for example, arrays of LEDs and/or gas-discharge lamps (Fig. 8). In other cases, heat sources 60 are used, for example, infrared emitters, or a combination of these devices is used (Fig. 8).
Финишную полимеризацию облучением сформированного изделия 6 актиничным излучением и/или нагреванием осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. The final polymerization by irradiating the formed product 6 with actinic radiation and/or heating is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
В отдельных случаях реализации способа на изделия 6 наносят финишные покрытия, например, лаковые. Лак или другие средства покрытия могут наносить, например, методом окунания (на фигурах не показано). In some cases of implementation of the method, finishing coatings, for example, varnish, are applied to products 6. Varnish or other coating agents can be applied, for example, by dipping (not shown in the figures).
Нанесение на сформированные изделия 6 окрашивающих или функциональных покрытий осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. The application of 6 coloring or functional coatings to the formed products is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
Пары моющей жидкости 44 удаляют средствами локальной вентиляции.Vapors of the washing liquid 44 are removed by means of local ventilation.
Готовые изделия 6, перемещают за пределы устройства для последующей сортировки. В отдельных случаях реализации способа производства непрерывную расходуемую ленту-носитель 19 (которая является носителем, размещенных на ней изделий 6) с готовыми изделиями 6 могут сматывать в рулон или резать на фрагменты. Finished products 6 are moved outside the device for subsequent sorting. In some cases of implementation of the production method, the continuous consumable carrier tape 19 (which is the carrier of the products 6 placed on it) with the finished products 6 can be wound into a roll or cut into fragments.
Система управления 61 устройства на базе микропроцессора и/или компьютера общего применения под управлением специализированного программного обеспечения осуществляет передачу данных о трехмерных моделях в программное обеспечение принтера, слайсинг указанных трехмерных моделей и формирование проектов трехмерной печати без прерывания процесса производства. The control system 61 of the device, based on a microprocessor and/or a general-purpose computer under the control of specialized software, transfers data on three-dimensional models to the printer software, slices these three-dimensional models and generates three-dimensional printing projects without interrupting the production process.
Кроме того, элементы, обеспечивающие механическое сопряжение изделия 6 с подвижной опорной поверхностью и между собой (элементы поддержек), также являются объектами параметрического проектирования, и их автоматически моделируют средствами программного обеспечения принтера. In addition, the elements that provide mechanical coupling of the product 6 with the movable supporting surface and with each other (support elements) are also objects of parametric design, and they are automatically simulated using the printer software.
Слайсинг трехмерных моделей выполняют под углом менее 90° к вектору перемещения изделия 6. Slicing of three-dimensional models is performed at an angle of less than 90° to the movement vector of the product 6.
Система управления 61 также обеспечивает поддержание технологических режимов путем сбора данных от датчиков температуры, уровней, скорости, угловых положений, и других устройств, деталей, и дальнейшей передачи команд исполнительным устройствам: электрическим приводам конвейера, насосов, источникам актиничного излучения и прочим элементам, и системам, в зависимости от конкретной реализации устройства. The control system 61 also ensures the maintenance of technological modes by collecting data from sensors of temperature, levels, speed, angular positions, and other devices, parts, and further transmitting commands to actuators: electric drives of the conveyor, pumps, sources of actinic radiation and other elements and systems , depending on the specific device implementation.
Предлагаемые способ поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки, и устройство для его осуществления объединены единым творческим замыслом, и прошли широкие испытания при их экспериментальном производстве, осуществлении и эксплуатации. The proposed method for the continuous production of three-dimensional printed products from liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle, and the device for its implementation are united by a single creative concept, and have been extensively tested during their experimental production, implementation and operation.
Результаты испытаний показали, что конструкция предлагаемого изобретения позволяет создавать устройство для поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки, которое позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество произведенных изделий, увеличить производительность всего процесса и расширить функциональные возможности устройства. The test results showed that the design of the proposed invention makes it possible to create a device for the continuous production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle, which allows you to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase the productivity of the entire process and expand functionality devices.
Результаты испытаний так же показали, что предложенный способ поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с носителем в виде непрерывной ленты и полным циклом постобработки с использованием устройства для его осуществления также позволяет увеличить скорость производства, улучшить качество произведенных изделий, увеличить производительность всего процесса и расширить функциональные возможности устройства. The test results also showed that the proposed method for the continuous production of three-dimensional printed products from liquid photopolymer with a carrier in the form of a continuous tape and a full post-processing cycle using devices for its implementation also make it possible to increase production speed, improve the quality of manufactured products, increase the productivity of the entire process and expand the functionality of the device.
Дополнительные, развивающие признаки способа и устройства позволяют усилить и разнообразить достижения технических результатов в различных отдельных случаях реализации и осуществления изобретения. Additional, developing features of the method and device make it possible to enhance and diversify the achievements of technical results in various individual cases of implementation and implementation of the invention.
Описанные примеры конкретного осуществления предложенного изобретения и его использования являются лучшими примерами промышленного осуществления. The described examples of specific implementation of the proposed invention and its use are the best examples of industrial implementation.
Предлагаемые способ поточного производства изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера с полным циклом постобработки и устройство для его осуществления соответствуют всем требованиям эксплуатации, применения и общепринятым правилам безопасности эксплуатации подобных устройств и технологических процессов. The proposed method for the continuous production of three-dimensional printed products from liquid photopolymer with a full cycle of post-processing and the device for its implementation meet all the requirements of operation, application and generally accepted safety rules for the operation of such devices and technological processes.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ непрерывного поточного изготовления изделий трехмерной печатью из жидкого фотополимера, отверждаемого актиничным излучением, предусматривающий экспозицию сечения формируемого изделия (6) актиничным излучением, направленного на поверхность жидкого фотополимера (3), ограниченную прозрачным для такого излучения окном (4) емкости построения (2), которое образует плоскость построения (7), отверждение жидкого фотополимера (3) в пределах экспонируемого сечения формируемого изделия (6), перемещение формируемого изделия (6), закрепленного на подвижной опорной поверхности, по направлению от прозрачного окна (4), смену проекции сечения и циклическое повторение указанных действий, отличающийся тем, что формируемое из жидкого фотополимера (3) изделие (6), закрепленное на подвижной опорной поверхности, в процессе построения перемещают под острым углом (13) к плоскости построения (7), а подвижная опорная поверхность представляет собой непрерывно перематываемую ленту (9), при этом процесс построения формируемого изделия (6) начинают экспозицией ограниченного участка сечения формируемого изделия (6) в зоне, где расстояние (62) от плоскости построения (7) до поверхности ленты (9) соответствует глубине эффективного проникновения актиничного излучения в жидкий фотополимер (3), и увеличивают зону экспозиции по мере перемещения изделия (6), с соблюдением расстояния (62) также и для формируемой поверхности изделия (6). 1. A method for the continuous in-line production of three-dimensional printed products from a liquid photopolymer cured by actinic radiation, providing for exposure of a cross section of the product being formed (6) to actinic radiation directed at the surface of the liquid photopolymer (3), limited by the window (4) of the construction container (2), transparent to such radiation ), which forms the construction plane (7), curing of the liquid photopolymer (3) within the exposed section of the formed product (6), movement of the formed product (6), mounted on a movable support surface, in the direction from the transparent window (4), change of projection sections and cyclic repetition of these actions, characterized in that the product (6) formed from liquid photopolymer (3), mounted on a movable support surface, during the construction process is moved at an acute angle (13) to the construction plane (7), and the movable support surface is a continuously rewound tape (9), while the process of constructing the formed product (6) begins with the exposure of a limited section of the formed product (6) in the zone where the distance (62) from the construction plane (7) to the surface of the tape (9) corresponds to the depth effective penetration of actinic radiation into the liquid photopolymer (3), and increase the exposure zone as the product moves (6), maintaining the distance (62) also for the formed surface of the product (6).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол (13) между вектором перемещения непрерывной ленты (9) и плоскостью построения (7) составляет от менее 90° до 45° или от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°. 2. Method according to claim 1, characterized in that the angle (13) between the movement vector of the continuous belt (9) and the construction plane (7) is from less than 90° to 45° or from 45° to 25°, or from 25° up to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрерывная лента (9) представляет собой замкнутую ленту. 3. Method according to claim 1, characterized in that the continuous belt (9) is a closed belt.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрерывная лента (9) представляет собой непрерывно подаваемую расходуемую ленту - носитель (19). 4. Method according to claim 1, characterized in that the continuous tape (9) is a continuously supplied consumable carrier tape (19).
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрерывная лента (9) дополнительно транспортирует расходуемую основу для построения изделий (6) или встраиваемые компоненты (22) изделий (6). 5. The method according to claim 1, characterized in that the continuous belt (9) additionally transports a consumable base for constructing products (6) or built-in components (22) of products (6).
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем реализован процесс однонаправленного построения изделия (6) с непрерывной экспозицией последовательности сечений формируемого изделия (6). 6. The method according to claim 1, characterized in that it implements the process of unidirectional construction of the product (6) with continuous exposure of the sequence of sections of the product being formed (6).
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем реализован процесс построения изделия (6) с возвратно-поступательным перемещением и перерывами между экспозициями сечений формируемого изделия (6). 7. The method according to claim 1, characterized in that it implements the process of constructing a product (6) with reciprocating movement and breaks between exposures of sections of the product being formed (6).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно экспонируют, по меньшей мере, сечения двух изделий (6). 8. Method according to claim 1, characterized in that at least cross-sections of two products (6) are simultaneously exposed.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения силы прилипания формируемого изделия (6) к прозрачному окну (4), используют ингибирование граничного слоя фотополимера (3): кислородное ингибирование граничного слоя фотополимера (3), или фотонное ингибирование граничного слоя фотополимера (3), или химическое ингибирование граничного слоя фотополимера (3), или используют преобразование волнового фронта актиничного излучения или многоволновую фотополимеризацию. 9. The method according to claim 1, characterized in that to reduce the adhesion force of the formed product (6) to the transparent window (4), inhibition of the boundary layer of the photopolymer (3) is used: oxygen inhibition of the boundary layer of the photopolymer (3), or photon inhibition of the boundary layer photopolymer layer (3), or chemical inhibition of the photopolymer boundary layer (3), or use wavefront conversion of actinic radiation or multi-wavelength photopolymerization.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что элементы, обеспечивающие механическое сопряжение изделия (6) с подвижной опорной поверхностью и между собой (элементы поддержек), являются объектами параметрического проектирования и их автоматически моделируют средствами программного обеспечения принтера. 10. The method according to claim 1, characterized in that the elements that provide mechanical coupling of the product (6) with the movable supporting surface and among themselves (support elements) are objects of parametric design and are automatically modeled using printer software.
И. Способ по п.1, отличающийся тем, что передача данных о трехмерных моделях в программное обеспечение принтера, слайсинг указанных трехмерных моделей и формирование проектов трехмерной печати осуществляют, не прерывая процесс производства. I. The method according to claim 1, characterized in that the transfer of data on three-dimensional models to the printer software, slicing of these three-dimensional models and the formation of three-dimensional printing projects are carried out without interrupting the production process.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что слайсинг трехмерных моделей выполняют под углом менее 90° к вектору перемещения изделия (6). 12. The method according to claim 11, characterized in that the slicing of three-dimensional models is performed at an angle of less than 90° to the movement vector of the product (6).
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку сформированного изделия (6) от остатков жидкого фотополимера (3) осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. 13. The method according to claim 1, characterized in that the formed product (6) is cleaned of residual liquid photopolymer (3) without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что финишную полимеризацию облучением сформированного изделия (6) актиничным излучением и/или нагреванием осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. 14. The method according to claim 1, characterized in that the final polymerization by irradiation of the formed product (6) with actinic radiation and/or heating is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение на сформированные изделия (6) окрашивающих или функциональных покрытий осуществляют, не прерывая процесс производства - в едином непрерывном производственном цикле. 15. The method according to claim 1, characterized in that the application of coloring or functional coatings to the formed products (6) is carried out without interrupting the production process - in a single continuous production cycle.
16. Устройство для непрерывного поточного изготовления изделий способом трехмерной печатью из жидкого фотополимера, отверждаемого актиничным излучением, содержащее: емкость построения (2) для размещения жидкого фотополимера (3) с окном (4) прозрачным для актиничного излучения, источник актиничного излучения (5) с пространственной модуляцией, предназначенный для экспозиции сечений формируемого изделия (6) на поверхность жидкого фотополимера (3), механизм перемещения формируемого изделия (6) с электрический приводом и опорной поверхностью для размещения формируемого изделия (6), отличающееся тем, что механизм перемещения формируемого изделия (6) выполнен в виде механизма для перемещения (8) непрерывной ленты (9), при этом поверхность указанной непрерывной ленты (9) расположена под острым углом (13) к поверхности прозрачного для актиничного излучения окна (4) в емкости построения (2) для размещения жидкого фотополимера (3), при этом указанная непрерывная лента (9) является поверхностью для размещения формируемого изделия (6). 16. A device for continuous continuous production of products by three-dimensional printing from a liquid photopolymer cured by actinic radiation, containing: a building container (2) for placing liquid photopolymer (3) with a window (4) transparent to actinic radiation, a source of actinic radiation (5) with spatial modulation, designed for exposure of sections of the formed product (6) to the surface of the liquid photopolymer (3), a mechanism for moving the formed product (6) with an electric drive and a supporting surface for placing the formed product (6), characterized in that the mechanism for moving the formed product ( 6) is made in the form of a mechanism for moving (8) a continuous tape (9), while the surface of said continuous tape (9) is located at an acute angle (13) to the surface of a window (4) transparent to actinic radiation in the construction tank (2) for placement of liquid photopolymer (3), while said continuous tape (9) is a surface for placing the formed product (6).
17. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что угол (13) между что поверхностью прозрачного для актиничного излучения окна (4) в емкости построения (2) для размещения жидкого фотополимера (3) и поверхностью непрерывной ленты (9) составляет от менее 90° до 45° или от 45° до 25°, или от 25° до 2,5°, или от 2,5° до 0,1°. 17. The device according to claim 16, characterized in that the angle (13) between the surface of the window (4) transparent to actinic radiation in the building container (2) for placing liquid photopolymer (3) and the surface of the continuous tape (9) is from less 90° to 45° or from 45° to 25°, or from 25° to 2.5°, or from 2.5° to 0.1°.
18. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что непрерывная лента (9) представляет собой ленту конвейера. 18. Device according to claim 16, characterized in that the continuous belt (9) is a conveyor belt.
19. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что выполнено с возможностью непрерывной подачи расходуемой непрерывной ленты - носителя 19. 19. The device according to claim 16, characterized in that it is designed to continuously supply a consumable continuous tape - carrier 19.
20. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что непрерывная лента (9) выполнена с возможностью транспортировки дополнительной основы для построения изделий (6) или встраиваемых в изделия (6) компонентов (22). 20. The device according to claim 16, characterized in that the continuous belt (9) is designed to transport an additional base for constructing products (6) or components (22) built into products (6).
21. Устройство по 16, или по п. 18, или п. 19, или п. 20, отличающийся тем, что в качестве элемента, образующего опорную поверхность для непрерывной ленты (9) используется магнитная или электромагнитная опорная плита (14), а непрерывная лента (9) выполнена из материала с ферромагнитными свойствами. 21. The device according to claim 16, or claim 18, or claim 19, or claim 20, characterized in that a magnetic or electromagnetic support plate (14) is used as an element forming a supporting surface for a continuous tape (9), and The continuous belt (9) is made of a material with ferromagnetic properties.
22. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в качестве источника актиничного излучения (5) с пространственной модуляцией используется, по меньшей мере, один DLP -проектор (23). 22. The device according to claim 16, characterized in that at least one DLP projector (23) is used as a source of actinic radiation (5) with spatial modulation.
23. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в качестве источника актиничного излучения (5) с пространственной модуляцией используется лазерное сканирующее устройство (25), содержащее, по меньшей мере, один лазерный источник. 23. The device according to claim 16, characterized in that a laser scanning device (25) containing at least one laser source is used as a source of actinic radiation (5) with spatial modulation.
24. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в качестве источника актиничного излучения (5) с пространственной модуляцией используется сочетание, по меньшей мере, одного DLP-проектора (23) и, по меньшей мере, одного лазерного сканирующего устройства (25). 24. Device according to claim 16, characterized in that a combination of at least one DLP projector (23) and at least one laser scanning device (25) is used as a source of actinic radiation (5) with spatial modulation .
25. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в качестве источника актиничного излучения (5) с пространственной модуляцией используется, по меньшей мере, одна LCD-панель с подсветкой коллимированным актиничным излучением. 25. The device according to claim 16, characterized in that at least one LCD panel backlit with collimated actinic radiation is used as a source of actinic radiation (5) with spatial modulation.
26. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что дополнительно к источнику актиничного излучения (5) с пространственной модуляцией, содержит немодулированный источник актиничного излучения (24), длина волны которого отличается от длины волны источника актиничного излучения (5) с пространственной модуляцией. 26. The device according to claim 16, characterized in that, in addition to the source of actinic radiation (5) with spatial modulation, it contains an unmodulated source of actinic radiation (24), the wavelength of which differs from the wavelength of the source of actinic radiation (5) with spatial modulation.
27. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в качестве материала прозрачного окна (4) емкости построения (2) для размещения жидкого фотополимера (3) используется материал проницаемый для кислорода и/или материал с низкой энергией поверхности. 27. The device according to claim 16, characterized in that the material of the transparent window (4) of the building container (2) for housing the liquid photopolymer (3) is a material permeable to oxygen and/or a material with low surface energy.
28. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в состав материала прозрачного окна (4) емкости построения (2) для размещения жидкого фотополимера (3) включен реагент - ингибитор радикальной полимеризации. 28. The device according to claim 16, characterized in that the material of the transparent window (4) of the building container (2) for placing the liquid photopolymer (3) includes a reagent - a radical polymerization inhibitor.
29. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в состав прозрачного окна (4) емкости построения (2) для размещения жидкого фотополимера (3) включен преобразователь волнового фронта актиничного излучения. 29. The device according to claim 16, characterized in that the transparent window (4) of the building container (2) for placing the liquid photopolymer (3) includes an actinic radiation wavefront converter.
30. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что содержит средство транспортировки изделий (6) на стадии постобработки, выполненное в виде конвейера. 30. The device according to claim 16, characterized in that it contains a means for transporting products (6) at the post-processing stage, made in the form of a conveyor.
31. Устройство по любому из пунктов 16 - 30, отличающийся тем, что содержит узел очистки (33) изделий (6) от остатков фотополимера 3, выполненный в виде группы форсунок (34) для обдува сжатым газом. 31. The device according to any of paragraphs 16 - 30, characterized in that it contains a unit for cleaning (33) products (6) from photopolymer 3 residues, made in the form of a group of nozzles (34) for blowing with compressed gas.
32. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что узел очистки (33) изделий (6) от остатков фотополимера 3, выполненный в виде проходной моечной камеры и/или ванны. 32. The device according to claim 16, characterized in that the unit for cleaning (33) products (6) from photopolymer 3 residues is made in the form of a walk-through washing chamber and/or bath.
33. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что содержит узел финишной полимеризации, выполненный в виде проходной камеры с источниками актиничного излучения (59) и/или источниками тепла (60). 33. The device according to claim 16, characterized in that it contains a finishing polymerization unit made in the form of a passage chamber with actinic radiation sources (59) and/or heat sources (60).
34. Устройство по п. 16, отличающийся тем, что в качестве системы управления (61) использован контроллер на базе микропроцессора или компьютер общего применения, находящиеся под управлением специализированного программного обеспечения. 34. The device according to claim 16, characterized in that a microprocessor-based controller or a general-purpose computer controlled by specialized software is used as a control system (61).
PCT/UA2022/000067 2022-11-17 2022-11-17 Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a continuous-belt carrier and a complete post-processing cycle and device for carrying out said method WO2024107163A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/UA2022/000067 WO2024107163A1 (en) 2022-11-17 2022-11-17 Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a continuous-belt carrier and a complete post-processing cycle and device for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/UA2022/000067 WO2024107163A1 (en) 2022-11-17 2022-11-17 Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a continuous-belt carrier and a complete post-processing cycle and device for carrying out said method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024107163A1 true WO2024107163A1 (en) 2024-05-23

Family

ID=91085201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2022/000067 WO2024107163A1 (en) 2022-11-17 2022-11-17 Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a continuous-belt carrier and a complete post-processing cycle and device for carrying out said method

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024107163A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080169586A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Hull Charles W Imager Assembly and Method for Solid Imaging
WO2015196149A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-23 Velo3D, Inc. Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing
US20160297144A1 (en) * 2010-08-20 2016-10-13 Zydex Pty Ltd Apparatus and method for making an object
UA123063C2 (en) * 2016-09-01 2021-02-10 Олег Юрійович Халіп Device and method for forming a three-dimensional object from a liquid polymer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080169586A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Hull Charles W Imager Assembly and Method for Solid Imaging
US20160297144A1 (en) * 2010-08-20 2016-10-13 Zydex Pty Ltd Apparatus and method for making an object
WO2015196149A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-23 Velo3D, Inc. Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing
UA123063C2 (en) * 2016-09-01 2021-02-10 Олег Юрійович Халіп Device and method for forming a three-dimensional object from a liquid polymer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220119685A (en) Systems and methods for lithography-based additive manufacturing of three-dimensional (3D) structures
US11904550B2 (en) System for the lithography-based additive manufacturing of three-dimensional (3D) structures
EP3204217B1 (en) Shifting a curing location during 3d printing
JP2706611B2 (en) Stereolithography method and stereolithography device
EP1769901B1 (en) Rapid prototyping and manufacturing system and method
AU2015277034B2 (en) Three-dimensional printing with reciprocal feeding of polymerizable liquid
EP1769902B1 (en) Stereolithography apparatus and method for stereolithography
CN111448005B (en) System and method for washing 3D printed objects
KR101155684B1 (en) Rapid Layer upon layer form Stereolithography
WO2016112084A1 (en) Build plate for three dimensional printing having a rough or patterned surface
US11097467B2 (en) Method of automating the manufacture of 3D printed objects
CN110509547B (en) SLA photocuring 3D prints down and uses product cleaning equipment
US11426926B2 (en) Method and device for the lithography-based additive manufacture of three-dimensional molded bodies
EP4119330A1 (en) Machine for additive manufacturing and related method of additive manufacturing
WO2024107163A1 (en) Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a continuous-belt carrier and a complete post-processing cycle and device for carrying out said method
JP3353980B2 (en) Stereolithography method and stereolithography device
JP2018043462A (en) Three dimensional molding device and manufacturing method of three dimensional molded article
JP3088044B2 (en) Method and apparatus for forming three-dimensional shape
EP3810403B1 (en) A stereolithography method and machine for the production of a three-dimensional object
WO2024107164A1 (en) Method for the continuous production of objects from a liquid photopolymer by 3d printing with a complete post-processing cycle and device for carrying out said method
US20220339859A1 (en) Systems and methods for additive manufacturing
EP4311657A1 (en) Apparatus and methods for additive manufacturing
EP4144508A1 (en) Control systems and methods for additive manufacturing
EP4311658A1 (en) Systems and methods for additive manufacturing
US20230356459A1 (en) Additive manufacturing apparatus, system, and method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22965956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1