Пристрій для 3d-друкування за допомогою концентрованого сонячного випромінювання

Реферат: Пристрій для 3D-друкування за допомогою концентрованого сонячного випромінювання складається із комп'ютера, платформи і концентраторів сонячного випромінювання. Додатково його обладнано двома або більше волоконними світловодами, що закріплені одними торцями у фокусі концентратора, а другі торці світловодів закріплено в рухливій обоймі. UA 107260 U (12) UA 107260 U UA 107260 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі створення тривимірних об'єктів методом 3D-друкування, зокрема технології селективного лазерного спікання. Відомий пристрій для виготовлення виробів методом стереолітографії, де як джерело енергії пропонується використати пучок світла або рентгенівських променів [Hull C.W., Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography, Pat.US 4575330 A, B29C 67/00; G03F 7/20; G03F 7/00; G09B 25/02; G09B 25/00; B29C 35/08; G03C 000/00, 11.03.1986]. Недоліком пристрою є відсутність елементів пристрою, які конкретно могли б бути використані як ефективні і дешеві джерела енергії. Також відомий пристрій для виготовлення виробів методом селективного лазерного спікання, де як джерело енергії використано керований комп'ютерною програмою лазер [Deckard C.R., Apparatus for producing parts by selective sintering, Pat.US 5597589, B05C 19/00, B22F 3/00, B22F 3/00, B23K 28/06, B29C 67/00, 28.01.1997]. Недоліком пристрою є використання як джерела енергії такого дорогого та складного устаткування як лазер. Найбільш близьким до заявленої корисної моделі є відомий пристрій для виготовлення виробів методом селективного лазерного спікання, де як джерело енергії використали концентроване лінзою Френеля сонячне випромінювання [Solar Sinter by Markus Kayser, http://www.makerbot.com/blog/2011/06/24/solar-sinter-by-markus-kayser]. Недоліком пристрою є відсутність мобільності концентрованого пучка сонячного випромінювання, що унеможливлює комп'ютерне управління енергетичним вузлом, внаслідок чого необхідно рухати платформу, що ускладнює проведення процесу спікання і обмежує технологічні можливості пристрою. Задачею корисної моделі є розширення технологічних можливостей пристрою за рахунок створення мобільного джерела концентрованого сонячного випромінювання. Задача вирішується за рахунок того, що пристрій, який складається із комп'ютера, платформи і концентраторів сонячного випромінювання, згідно з корисною моделлю, обладнано двома або більше волоконними світловодами, що закріплені одними торцями у фокусі концентратора, а другі торці світловодів закріплено в обоймі, рух якої обумовлений комп'ютерною програмою. Два або більше волоконних світловода здатні перенести достатню для проведення процесу спікання металічного порошку кількість концентрованого сонячного випромінювання, а закріплення кінців світловодів у рухомій обоймі дає можливість розширити технологічні можливості пристрою. На кресленні показано принципову схему пристрою, що пропонується. Пристрій складається з концентраторів 1 сонячного випромінювання, прилаштованих на рухомій рамі (не показано на схемі), гнучких волоконних світловодів 2, закріплених одними торцями у кожному із фокусів концентраторів, а другими кінцями - в рухомій обоймі 3, платформи 4 і комп'ютера 5. Пристрій працює наступним чином. За допомогою механізму наведення та слідкування (не показано на схемі) концентратори 1 наводять на Сонце. Концентроване сонячне випромінювання попадає в торці світловодів 2 і передається до других кінців, які зібрано і закріплено в рухомій обоймі 3, звідки направляється на середовище із металевого порошку, відповідно розташоване на платформі 4. Процесами сканування обойми і поступального руху платформи керує комп'ютер 5. Кріплення обойми 3 дозволяє її рух з трьома степенями свободи, що достатньо для проведення процесу вибіркового спікання порошкового матеріалу у відповідності до комп'ютерної програми. Приклад здійснення корисної моделі. Два параболічних концентратора діаметром 40 см із закріпленими у їхніх фокусах багатомодульними гнучкими світловодами діаметром 5 мм навели за допомогою механізму на Сонце, а другі кінці світловодів закріпили у рухомій обоймі, звідки інтегрований сонячний промінь направили на платформу, що має форму циліндра, заповненого дрібнодисперсним порошком сплаву FeNi. Відповідно до команд комп'ютерної програми, концентрований світловий промінь спікав запрограмований для відповідного рівня висоти виробу профіль, а платформа періодично поновлювала рівень обробки поверхні. За 10 хвилин було зроблено шайбу товщиною 3 мм, зовнішнім діаметром 12 мм і внутрішнім діаметром 10 мм. Таким чином, завдяки застосуванню зведених у рухому обойму світловодів стало можливим одержання деталі методом 3D-друкування за допомогою дешевої відновлюваної сонячної енергії. Використання мобільного джерела концентрованого сонячного випромінювання розширило технологічні можливості пристрою. Корисна модель може бути використана для виготовлення різних деталей із порошків металевих сплавів в умовах відсутності високотехнологічних пристроїв для енергетичних вузлів пристрою для 3D-друкування та при відсутності електричної енергії. 1 UA 107260 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Пристрій для 3D-друкування за допомогою концентрованого сонячного випромінювання, що складається із комп'ютера, платформи і концентраторів сонячного випромінювання, який відрізняється тим, що його обладнано двома або більше волоконними світловодами, що закріплені одними торцями у фокусі концентратора, а другі торці світловодів закріплено в рухливій обоймі. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2