×
05.09.2019
219.017.c77e

Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления составной модели для литья

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении выплавляемой литейной модели на 3D принтере. Составные части литейной модели изготавливают на 3D принтере. Используют 3D принтер с экструдером, имеющим три и более степени свободы. Участки упомянутых составных частей модели, параллельные рабочему столу 3D принтера, располагают не выше поверхности упомянутого рабочего стола 3D принтера, что устраняет провисание этих участков модели. На поверхностях сопряжения составных частей модели выполняют выступы в виде штифтов и соответствующие им отверстия для центрирования составных частей относительно друг друга. Составные части модели соединяют посредством соединяющего состава. Обеспечивается получение сложной модели для литья металла без сложной предварительной подготовки оснастки. 2 ил.

Настоящее техническое решение относится к области технологических процессов в аддитивном производстве применительно к литейному делу.

Из уровня техники известны решения по подготовке модели для литья. Наиболее широко распространенным методом является следующий: с помощью подготовленной пресс-формы изготавливается восковая модель, к которой прикрепляют литники, на модель наносится мелкодисперсный циркониевый песок, либо песчано-глинисто-клеевая смесь, которая застывает.

Наиболее близким аналогом является «Optimized recursive foundry tooling fabrication method» по патенту US H001769 H1, B22C 7/00, 05.01.1999, Steven R. LeClair.

Недостатками данного технического решения являются в первую очередь высокая стоимость подготовки производства в части пресс-формы. Во-вторых, гибкость производства крайне низкая, так как время подготовки новых деталей занимает несколько месяцев.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является получение сложной модели для литья металла без предварительной подготовки оснастки для производства.

Заявленная задача решается за счет того, что сложную трехмерную модель изделия разделяют на простые части, характеризующихся отсутствием участков, не имеющих поддержки снизу, при этом параллельных рабочему столу принтера с тремя и более степенями свободы. На плоскостях простых частей, образовавшихся вследствие разделения, размещают выступы в виде штифтов и соответствующих им отверстий для дальнейшего корректного соединения. После этого простые части распечатываются и соединяются в составную модель при помощи химических составов. Далее модель используется для нужд литейной промышленности.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность изготавливать сложные составные модели для литья, пригодные для 3D печати без ошибок изготовления, при этом отпадает необходимость в изготовлении специализированной оснастки.

Решаемая задача достигается следующим образом: за стартовую точку берется модель для литья в любом CAD формате. Модель делится на простые части, критерием при этом служит отсутствие участков, параллельных рабочему столу 3D принтера, находящихся выше этой поверхности стола. Таким образом, достигается отсутствие потенциально провисающих участков - основной проблемы 3D принтеров при распечатке. Далее на соответствующих сопряженных разделенных поверхностях частей модели проектируются конические или цилиндрические штифты и ответные отверстия к ним.

После этого простые части сложной составной модели выводятся на печать 3D принтера. Полученные модели взаимно располагаются и центрируются благодаря заложенным штифтам. После этих процедур модель готова к дальнейшему использованию для литья по выплавляемым моделям.

Система, реализующая данный подход состоит из принтера с тремя и более степенями свободы экструдера. Экструдером является система подачи материала для печати, конструкция зависит от материала печати. Существуют множество общепризнанных подходов к конструкции экструдера. Так, например, для воска это камера с предварительным подогревом и шнековой подачи к соплу. Для abs-пластика это совокупность подающего механизма на основе подающего ролика, и сопло с нагревателем, разогревающего abs-пластика перед нанесением на стол 3D принтера.

Материалом для печати составной модели может быть практически любым, основным критерием является с одной стороны способность поддерживать жесткость конструкции при комнатной температуре с запасом (температура плавления > 50 градусов Цельсия), с другой стороны способность достигать текучей фазы при относительно низкой температуре выплавления модели (в литейном деле эта температура порядка 200 градусов Цельсия), но ограничений по верхней температуре нет, все зависит от технологических возможностей.

Соединяющим раствором может быть любой клей или растворитель, однако желательно, чтобы он имел малую зольность и не приводил к изменению геометрии составной модели с течением времени.

Рассмотрим способ изготовления составной модели на примере. В рамках выполнения договора НИОКР была поставлена задача по разработке рабочего колеса центробежного насоса в рамках импортозамещения запасных частей для аппаратуры в химической промышленности. Сложность задачи состояла в том, что в модели присутствует участок, состоящий из двух круглых пластин, а также гребных лопаток сложной формы, соединяющих их. Такую модель при помощи 3D принтера распечатать с необходимой точностью нет возможности, так как будет множество «провисаний» горизонтальных участков. Для модели под литье такие ошибки неприемлемы. Применяя предлагаемое научно-техническое решение, данное рабочее колесо было разбито на две части, которые представлены на Чертеже 1: нижняя часть 1 и верхняя часть 2. Для центровки соединения частей были осесимметрично расположены штифты на центральной части 3.

Далее, согласно предлагаемому решению части были склеены, результат представлен на Чертеже 2. Для наглядности представлен вид с вырезанной четвертью.

Представленное техническое решение было рассчитано и изготовлено в рамках исполнения Государственного контракта №14.Z.50.31.0023 от 04.03.2014.

Способ изготовления составной выплавляемой литейной модели на 3D принтере, включающий изготовление составных частей литейной модели и их соединение, отличающийся тем, что используют 3D принтер с экструдером, имеющим три и более степени свободы, при этом участки упомянутых составных частей литейной модели, параллельные рабочему столу 3D принтера, располагают не выше поверхности упомянутого рабочего стола 3D принтера, на поверхностях сопряжения составных частей литейной модели выполняют выступы в виде штифтов и соответствующие им отверстия для центрирования составных частей относительно друг друга, причем соединяют составные части выплавляемой литейной модели посредством соединяющего состава.
Способ изготовления составной модели для литья
Способ изготовления составной модели для литья
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 127 items.
29.05.2018
№218.016.586e

Мотор-колесо

Изобретение относится к колесам со встроенными электродвигателями. Мотор-колесо содержит обод с шиной, полую ось для сопряжения с полуосью автомобиля, электродвигатель, состоящий из закрепленного на полой оси статора с катушками обмотки, размещенными с фиксированным угловым расстоянием, ротор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655098
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.5981

Состав и способ получения пленочного связующего на основе эпоксидных смол

Изобретение относится к области получения пленочных связующих на основе эпоксидных смол и может быть использовано в производстве полимерных композиционных материалов, применяемых в приборостроении, автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической, строительной и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655341
Дата охранного документа: 25.05.2018
29.05.2018
№218.016.59b4

Связующее для пропитки волокнистого наполнителя, способ получения, препрег на его основе и изделие из него

Изобретение относится к области получения волокнистых композиционных материалов из препрегов на основе эпоксидных связующих и может быть использовано для изготовления изделий из композиционных материалов в приборостроении, автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655353
Дата охранного документа: 25.05.2018
11.06.2018
№218.016.60b2

Глушитель шума

Глушитель предназначен для снижения уровня шума выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, в частности для камер пульсирующего горения с аэродинамическим клапаном. Глушитель содержит реактивную камеру, которая образована обечайкой 3, плоским сплошным дном 1 и внешней крышкой 12, и имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657040
Дата охранного документа: 08.06.2018
16.06.2018
№218.016.623f

Способ управления дифферентом буксируемого подводного объекта

Изобретение относится к области подводного судостроения, в частности к способам и системам управления дифферентом буксируемых подводных объектов. Предложен способ управления дифферентом буксируемого подводного объекта 1 с узлом крепления гибкой связи 3 в верхней части подводного объекта,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657701
Дата охранного документа: 14.06.2018
25.06.2018
№218.016.661a

Тренажер для изучения авиагоризонта

Изобретение относится к техническим средствам обучения операторов систем управления, а именно к тренажерам для изучения принципа построения авиагоризонтов. Тренажер содержит блок ввода учебной информации, узел индикации, логический блок, блок имитации движения оси ротора гиромотора и блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658554
Дата охранного документа: 21.06.2018
05.07.2018
№218.016.6b28

Гибкий многослойный тонкопленочный световозвращающий материал, способ получения световозвращающего материала и устройство для его получения

Изобретение может использоваться для изготовления информационных знаков, а также в военной и космической технике. Световозвращающий материал содержит верхний светопропускающий защитный слой, с тыльной стороны которого нанесено изображение, и герметизирующий слой в виде сетки с ячейками с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660048
Дата охранного документа: 04.07.2018
08.07.2018
№218.016.6dba

Способ общения глухих (слабослышащих) со слышащими

Изобретение относится к области коммуникации людей, в частности людей с ограниченными возможностями здоровья по слуху со слышащими. Техническим результатом является повышение коммуникативности связи между людьми с ограниченными возможностями здоровья по слуху и слышащими в режиме реального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660600
Дата охранного документа: 06.07.2018
12.07.2018
№218.016.701b

Сотовая структура

Изобретение относится к сотовой структуре для использования в качестве сотового наполнителя трансформирующихся оболочек. Сотовая структура образована из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, при этом образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660879
Дата охранного документа: 10.07.2018
29.08.2018
№218.016.806a

Система управления трудовыми ресурсами предприятия - "цифровой кластер "предприятие - вуз"

Изобретение относится к системе управления трудовыми ресурсами предприятия. Технический результат заключается в автоматизации управления трудовыми ресурсами предприятия. Система содержит комплекс автоматизированных систем единого информационного пространства предприятия «Цифровое предприятие»,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665275
Дата охранного документа: 28.08.2018
+ добавить свой РИД