Hệ thống nâng hạ giường 1PZ cho máy in 3D

1PZ giường hoặc hệ thống nâng/hạ XY cho máy in 3D.

Cập nhật 26/07/22

Đã thêm hai thiết kế cho trục xoay có 2 bậc tự do.

Đã thêm hai thiết kế của giá đỡ cho trục xoay có thể được tích hợp vào cánh tay giường.

Đã thêm một thiết kế cho cánh tay giường với giá đỡ tích hợp cho trục xoay.

Lĩnh vực phát minh

Phát minh hiện tại liên quan đến thiết bị và phương pháp (hệ thống) để nâng hoặc hạ một giường hoặc giàn trong một máy in 3D. Người giữ bản quyền cho hệ thống này là Liam Venter.

Mục tiêu của phát minh

Hệ thống chuyển động Z 1PZ hoặc First-Principals là một hệ thống chuyển động Z mới độc đáo cung cấp khả năng tự động cân bằng giường mà không có hiện tượng băng dẫn hoặc hiện tượng trong quá trình in.

Bối cảnh hoạt động của việc nâng/hạ giường/giàn trong một máy in 3D

Một giường không bị ràng buộc hoàn toàn sẽ có 6 bậc tự do như sau:

1. Xoay quanh trục X
2. Xoay quanh trục Y
3. Xoay quanh trục Z

Ba bậc tự do đầu tiên này thường được gọi là Roll, Yaw và Pitch.

1. Di chuyển theo hướng X
2. Di chuyển theo hướng Y
3. Di chuyển theo hướng Z

Một máy in 3D với giường di động cần tối thiểu 1 bậc tự do.

Một máy in 3D với giường tự cân bằng cần tối thiểu 3 bậc tự do.

1. Di chuyển theo hướng Z
2. Xoay quanh trục X
3. Xoay quanh trục Y

Nghệ thuật bối cảnh:

Các phương pháp hiện tại để thực hiện điều này về cơ bản gặp vấn đề do mối quan hệ giữa các yếu tố nâng.

Di chuyển của giường hoặc giàn theo hướng Z.

1. Điều này thường được thực hiện trong các máy in thương mại hiện tại bằng cách sử dụng một giường cantilevered. Trong cách bố trí này, giường được gắn vào một thành phần nâng được điều khiển bởi một trục vít, trục bi hoặc dây đai. Một hướng dẫn tham chiếu được cung cấp với hai hoặc nhiều thanh trượt mượt mà hoặc ray tuyến tính. Một ví dụ về điều này là hệ thống nâng giường được sử dụng trong các máy in Markforged. Hệ thống này không cho phép cân bằng giường tự động.
2. Cộng đồng Mã nguồn Mở cũng đã phát triển các hệ thống sử dụng 2 hoặc nhiều cơ chế nâng/hạ giường/gantry được tham chiếu với nhau bởi một giá đỡ cố định dưới giường. Một ví dụ về điều này là hệ thống nâng giường được sử dụng trong máy in Voron Trident. Những hệ thống này không cho phép cân bằng giường tự động trừ khi một thành phần linh hoạt được giới thiệu giữa cơ chế nâng giường và giường.
3. Cộng đồng Mã nguồn Mở cũng đã phát triển các hệ thống sử dụng 3 hoặc nhiều cơ chế nâng gần như độc lập. Một ví dụ về điều này là hệ thống nâng giường được sử dụng trong máy in Jubilee. Những hệ thống này cho phép cân bằng giường tự động nhưng các cơ chế nâng không được tham chiếu trực tiếp với nhau. Và có nhiều bậc tự do hơn mức lý tưởng.

Lĩnh vực của phát minh:

Phát minh hiện tại liên quan đến các thiết bị và phương pháp như sau:

Các yêu cầu cho hệ thống 1PZ như sau.

Hệ thống chuyển động Z 1PZ hoặc First-Principals là một hệ thống chuyển động Z mới độc đáo cung cấp khả năng cân bằng giường tự động mà không có hiện tượng băng trục vít hoặc hiện tượng trong bản in.

Điều này đạt được bằng cách giới hạn tự do của các bậc chuyển động chỉ còn ba bậc chuyển động tối thiểu cần thiết như sau:

1. Chuyển động theo hướng Z
2. Xoay quanh trục X
3. Xoay quanh trục Y

Mô tả phát minh

1. Hệ thống IPZ sử dụng ba hoặc nhiều cơ chế nâng độc lập để cho phép cân bằng giường tự động trong trục X và Y và chuyển động thẳng đứng trong hướng Z.
2. Hệ thống 1PZ sử dụng một cơ chế giới hạn chuyển động của giường di động hoặc giàn nâng đến hai bậc tự do trong sự quay X và Y. Có nhiều loại cơ chế để đạt được điều này. Cơ chế cụ thể để thực hiện điều này không được quy định trong giấy phép này. Chỉ có vị trí của thiết bị này và các bậc tự do được chỉ định là được quy định.
3. Cơ chế này được đặt giữa một trong các cơ chế nâng (trục vít, trục bi, hệ thống chuyển động tuyến tính hoặc dây đai) và bề mặt của giường hoặc giàn nâng của máy in 3D. Nó có thể có nhiều thiết kế khác nhau để phù hợp với yêu cầu đóng gói. Để cung cấp hiểu biết chức năng về cơ chế này, các thành phần của một thiết kế có thể xảy ra được minh họa để cho thấy chức năng của nó. Nhiều tùy chọn cho cơ chế này sẽ được trình bày ngay.
4. Cốt lõi của hệ thống 1PZ là một hệ thống tham chiếu chính xác để hướng dẫn chuyển động Z. Cơ chế tham chiếu này hoạt động cùng với cơ chế 2 độ để cung cấp bậc tự do thứ ba cần thiết để nâng hoặc hạ giường hoặc hệ thống giàn nâng. Hệ thống tham chiếu chuyển động Z sẽ bao gồm ba hoặc nhiều thanh ray tuyến tính thẳng đứng, thanh trượt mượt mà hoặc hệ thống chuyển động tuyến tính. Các cơ chế cụ thể để thực hiện điều này không được quy định trong giấy phép này. Chỉ có các bậc tự do được chỉ định là được quy định.
5. Hệ thống 1PZ sử dụng một hoặc nhiều cơ chế trong hệ thống nâng hạ Z cho phép tự do di chuyển hoặc dung sai di chuyển trong hướng X và Y của giường hoặc giàn nâng giữa bất kỳ thành phần chuyển động Z nào cho giường hoặc giàn nâng không phải là một phần của cơ chế tham chiếu Z trong mục bốn ở trên. Cơ chế này hoặc dung sai tích hợp là cần thiết để ngăn chặn xung đột cơ khí giữa một hoặc nhiều hệ thống nâng hoặc hạ giường/giàn nâng.

Giấy phép và phát minh này bao gồm các tương tác động học của các thành phần trong các đoạn 1, 2, 4 và 5 ở trên và các lực mà chúng xử lý.
Hệ thống có thể được nâng cấp cho nhiều thiết kế máy in 3D hiện tại.

Danh mục: Các bộ phận máy in 3D