Opatentowane rozwiązanie Omni3D – US 2019/0184633 Al – powód, dla którego warto mieć drukarkę od Omni3D!

W dzisiejszym świecie druku 3D nadal pozostało jeszcze wiele obszarów, które wymagają dalszych badań. Każdego miesiąca słyszymy o nowych rozwiązaniach. Niemal każdy producent może pochwalić się funkcjonalnościami, które dają mu przewagę. W Omni3D od początku podążaliśmy ścieżką, która miała nam dać poczucie możliwie najlepszej kontroli nad procesem druku, stabilizacji warunków podstawowych, w aspekcie temperatury filamentu, szybkości jego podawania, „trzymania” na radełku oraz możliwej kontroli przepływu. W efekcie możemy pochwalić się jedną z ważniejszych implementacji związanych z ekstruderami.

Cały patent opisany jest pod nr US2019/018633 A1 w USA , w Europie i Polsce pod nr EU/PL: 230139 (PL230139B1)

Celem tego rozwiązania było wprowadzenie systemu ekstruderów wraz z głowicą drukującą oraz systemem montażu, które mogły być wykorzystane w procesie druku 3D – w technologii FDM/FFF. System zapewnia większą kontrolę nad temperaturą podawanego filamentu i znacząco wpływa na jakość regulacji temperatury głowicy drukującej.

Głównym zadaniem, dla mnie jako konstruktora tego rozwiązania, było polepszenie warunków pracy dla układu radełko – filament – docisk filamentu.
Te elementy musiały pracować w odpowiednio niskiej temperaturze, aby zapewnić odpowiednią siłę wtłaczania filamentu do rozgrzanej głowicy. Dla poprawienia tych parametrów wykorzystaliśmy układ chłodzenia, który odbiera energię cieplną z korpusu ekstrudera, za pośrednictwem przewodów z cieczą przekazuje energię do chłodnicy, która “wyrzuca” nadmiar energii cieplnej do otoczenia, a co za tym idzie polepsza warunki pracy wcześniej wspomnianego układu. Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania udało się również ustabilizować parametry pracy silnika ekstrudera oraz dało to możliwość rezygnacji z radiatora głowicy. W tym przypadku funkcję radiatora przejął korpus ekstrudera. Ekstruder dzięki temu stał się kompaktowy, a zarazem pozwalał na prowadzenie wielogodzinnych wydruków w nagrzanej komorze druku.
Piotr Maslej – Senior Constructor and Patent Inventor in Omni3D

Stabilna praca komponentów elektromechanicznych w podwyższonej temperaturze otoczenia jest jednym z większych wyzwań stojących przed konstruktorami obecnych drukarek 3D. Zastosowanie opisywanego patentu pozwala na stabilną pracę silnika ekstrudera bez konieczności stosowania radiatorów odprowadzających ciepło z jego korpusu. Rezygnacja z radiatorów jednocześnie zmniejsza masę głowicy urządzenia, a to z kolei umożliwia drukowanie z większym przyspieszeniem i prędkością maksymalną. Skuteczne odprowadzanie ciepła z korpusu silnika krokowego zmniejsza również ryzyko utraty kroków, a co za tym idzie zgubienie położenia wału silnika, które zawsze może wystąpić w układach napędów z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego.
Następną zaletą opisywanego rozwiązania jest możliwość szybkiej wymiany głowicy drukującej. Zmiana głowicy jest intuicyjna, szybka i nie wymaga od Użytkownika drukarki specjalistycznej wiedzy. Mocowanie głowicy poprzez cienkościenny łącznik, zabezpiecza przed przedostawaniem się ciepła do elementów powyżej bloku grzejnego, które nie powinny być grzane. Powoduje to że moc grzałki zużywana jest tylko na podgrzew bloku grzejnego i nie występują tu straty energii.
Piotr Nawrocki – R&D Manager Omni3D

Celem było więc skonstruowanie ekstrudera w taki sposób, aby możliwe było bezpośrednie chłodzenie elementu podającego filament do głowicy oraz samego filamentu, w warunkach podwyższonej temperatury podgrzewanej komory. Innymi słowy, zadaniem tego systemu było możliwie maksymalne obniżenie temperatury filamentu na ścieżce doprowadzającej go do strefy upłynniania – tak, aby zminimalizować/ wyeliminować ryzyko mięknięcia na nieodpowiednim etapie, czyli przed dyszą drukującą. Chłodzenie wpływa też znacząco na pracę silnika krokowego, który poprzez obniżenie temperatury minimalizuje ryzyko wystąpienia np. zgubionych kroków.*

System chłodzenia głowic zapewnia użytkownikom drukarek od Omni3D możliwość zmaksymalizowania kontroli nad procesem drukowania, w rozumieniu kontroli nad ilością i stabilnością podawanego filamentu.

Kolejnym rozwiązaniem, które zostało uwzględnione w opisywanym patencie był system modułowego montaży głowic. Ten miał na celu maksymalne ułatwienie zmiany głowic i minimalizację powstawania błędów, które mogłyby wpłynąć na drukowanie.

Wymiana głowic w Omni3D, zgodna z patentem zapewnia użytkownikowi bezpieczeństwo i przez swoją funkcjonalność znacznie większa niezawodność i pewność, że głowice będą zawsze zamontowane poprawnie. Jest to niezbędne do właściwego wykorzystania podwójnej głowicy drukującej, która pozwala nam na drukowanie z 2 rodzajów filamentów (bazowego i podporowego) w tym samym czasie.

Stosowanie podwójnego systemu głowic determinuje więc i wyjaśnia znaczenie opatentowanego rozwiązania Omni3D, które zapewnia:

• stabilne i jednakowe warunki bazowe
• stałą niską temperaturę filamentu, na elemencie podającym filament do głowicy i przed samą głowicą
• zwiększenie możliwości kontrolowania procesu, w którym to 2 filamenty mogą mieć inne parametry temperaturowe mięknięcia
• daje użytkownikowi znacznie większe poczucie kontroli oraz zwiększa stabilność procesu

Wielu klientów mówi nam: „drukarki Omni3D jako jedyne dają poczucie tego, że to co mamy zaprojektowane na komputerze – zostanie rzeczywiście wydrukowane, a dodatkowo każdy parametr, który zmienimy w oprogramowaniu (slicerze) będzie widoczny na wydruku”. Taki poziom „wyczucia” jest dla wszystkich pracujących z drukiem 3D rzeczą najistotniejszą, bo pozwala zminimalizować koszty, czas, zapewnia bezpieczeństwo i niezrównaną powtarzalność wydruków.

Opatentowane rozwiązanie Omni3D daje możliwość lepszej kontroli ilości podawanego filamentu, a przez to zwiększa dokładność wydrukowanych elementów. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwa była implementacja czujników kontroli przepływu filamentu (filament flow control), które w systemie ciągłym porównują ilości podawanego filamentu z tym zadanym w gcodzie.
Całość rozwiązania sprawia, że drukarki Omni3D są często wyborem tych, którzy chcą już od pierwszego wydruku zapewnić sobie finalne rozwiązanie a przez to zwiększyć swoją przewagę nad konkurencją… drukując szybciej, pewniej i minimalizując zbędne koszty.

Tutaj znajdziesz więcej informacji o Omni3D Cooling System™ oraz Omni3D Filament Flow Control™

patent EU/PL: 230139
patent USA: US 2019/0184633 A1

*zgubione kroki w druku 3D – przesunięcie pozycji głowicy lub stołu najczęściej spowodowana brakiem możliwości wykonania obrotu przez silnik krokowy napędzający oś. Na przykład z powodu kolizji lub oporów na osi.