В недавно поданном патенте компании Creality описывается модульная печатающая головка FFF, которая обрабатывает смену нити так же, как и смену инструмента.
Многокомпонентная технология FFF многократно «решалась», но редко таким образом, чтобы удовлетворить всех сразу. Системы с одним соплом, которые соединяют или сращивают нити, делают систему перемещения легкой, но взамен получаются загрязненные поверхности, требуют длительных циклов продувки, расходуют материал и требуют сложного управления зоной расплава. Многосопловые системы уменьшают растекание цвета, но увеличивают массу, сложность калибровки, стоимость и постоянно существующий риск того, что одно из простаивающих сопел заденет отпечаток во время его быстрого перемещения.
Патент, озаглавленный «Модуль печати, 3D-принтер и оборудование для 3D-печати», использует простой механический подход: переключение должно происходить путем смены физического положения расплава в точке печати. В заявке описывается модуль печати с несколькими транспортными каналами, несколькими узлами горячего расплава и, по меньшей мере, одним соплом, расположенными таким образом, что в самом нижнем «положении печати» одновременно находится только одно сопло.
Печатающая головка, которая перемещает зоны плавления, а не всю головку инструмента целиком.
Основная концепция заключается в печатающей головке с несколькими компонентами термоклея, каждый из которых имеет свой собственный канал для термоклея, сопло и соответствующий путь экструзии. Переключающий узел выборочно опускает один компонент термоклея в положение печати, поднимая остальные в положение ожидания. В патенте поясняется, что сопло в положении печати находится ниже, чем сопла в положении ожидания, что снижает вероятность застревания неактивного сопла в процессе печати.
Существует два варианта реализации. Один использует приводной механизм и передающий элемент для перемещения выбранного термоклея вниз. Другой основан на срабатывании по принципу «механического столкновения», когда печатающая головка приближается к раме, и этот контакт механически вызывает смещение передающего элемента и выбор следующего термоклея. Это очень ориентированная на производство идея: заменить двигатель, проводку и контуры управления на очень предсказуемый ограничитель хода и рычажный механизм.
В патенте также предлагается буферный механизм между картриджем и модулем печати, включающий пружинообразную буферную секцию, которая обеспечивает сопротивление и поглощает напряжение при начале и прекращении подачи. Это важно, поскольку втягивание нити достаточно далеко для плавной смены материала может создавать скачки напряжения и обрывы, особенно при работе с хрупкими полимерами.
Вырезание, втягивание и масштабирование более чем на два цвета.
Примечательной деталью является встроенный режущий компонент, который может входить в транспортный канал и срезать нить перед заменой. В патенте режущий инструмент расположен между экструзионным узлом и узлом горячего расплава, что является разумным решением: срезать нить вблизи зоны расплава, чисто отвести нить, поступающую из предыдущего канала, а затем протолкнуть новую нить в тот же канал с меньшими потерями длины. В некоторых версиях используются два режущих инструмента с противоположных сторон, что позволяет эффективно разрезать несколько каналов, а в других режущие инструменты сочетаются с несколькими корпусами модулей для масштабирования концепции.
В описании приложения также представлены две более крупные архитектуры. Одна использует «печатающий модуль», который сам содержит несколько узлов термоплавкого расплава. Другая использует несколько печатающих головок, каждая из которых подключена к устройству хранения расходных материалов, где одна головка печатает, в то время как другая головка выполняет замену нити в режиме ожидания. Второй подход должен существенно сократить время замены, позволяя непечатающей головке выполнять подачу и прокладку нити, в то время как активная головка наносит материал.
Новизна здесь заключается не в идее использования нескольких сопел, буферов или режущих элементов по отдельности. Новизна состоит в том, что механизм выбора можно упростить до переключения в вертикальном положении, потенциально срабатывающего механически, при сохранении малой массы подвижной системы.
В патенте даже рассматривается вариант с одной форсункой, имеющей несколько каналов горячего расплава, расположенных вокруг центра, где вращающееся крепление форсунки выбирает, какой канал подает расплав. Этот гибридный вариант призван минимизировать количество форсунок, избегая при этом полной продувки материалом.
Существует множество неизвестных факторов. Цифры производительности не указаны, и в патенте не уточняется, сколько материалов можно поддерживать до того, как модуль станет слишком тяжелым. Также остается открытым вопрос о том, как осуществляется калибровка смещения сопла после многократного переключения, и достаточно ли щадяще происходит переключение при столкновении для корпусов потребительского класса в течение длительного времени.
Тем не менее, если Creality действительно стоит за этой концепцией, это может быть попытка конкурировать с другими многокомпонентными системами, обещая более быстрое переключение и меньшее загрязнение без огромных очистных башен и гор отходов.
Через PATENTSCOPE
Центр 3d печати и 3д сканирования Фидллер в Краснодаре — 3d сканирование, 3d печать, реверс инжиниринг, проекты для ферм 3d печати, обучение, проектирование для строительства.
По всем вопросам обращаться (круглосуточно):
телеграм — https://t.me/fidller
max — https://max.ru/u/f9LHodD0cOIGiBB1zqbYHFbw7XCslKRI5o6aikK4IGNDZtFio4aCgGJ1gUQ
почта — shope@fidller.com
вк — https://vk.com/3d_krd_123
Наши ресурсы:
все о кино тут — https://news.fidller.com
наш магазин — https://fidller.com
мы в телеграм — https://t.me/pechat3dkrd
группа 3д печати — https://vk.com/3d_krd_123
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.