Способ сборки изделий и устройство для его осуществления

 

Использование: строительство, машиностроение и т.п. Сущность изобретения: изделия изготавливают из мелких частиц путем их последовательного напыления на основание и(или) друг на друга. Частицы подают в луч лазерной установки и перемещают их до места сборки (сварки, склейки), причем сборку осуществляют самим транспортирующим лучом или лучом дополнительной лазерной установки. 2 с.п. 16 з.п. ф-лы. 5 ил.

Изобретение относится к технологическим процессам изготовления различных изделий машиностроения, строительства и т.п.

Известны способ и устройство для сборки изделий, где заготовки перемещают из питателей с помощью подающих устройств к месту сборки, где из них в определенной последовательности собирают готовое изделие (см. под ред. У.Б. Хегинботама, Гибкие сборочные системы. М. Машиностроение, 1983, с. 80-81, рис.1).

Недостатком данных способа и устройства является то, что изделие собирают из предварительно изготовленных заготовок на оборудованном для сборки месте.

Задачей изобретения является изготовление изделий путем их формирования из мелких частиц, перемещаемых лучами лазерных установок, в том числе и в труднодоступные места на значительном расстоянии от места размещения лазерных установок.

На фиг. 1 дано схематичное изображение орбитального устройства для сборки изделий на данной поверхности; на фиг. 2 устройство со встречным расположением лазерных установок; на фиг. 3 расположение лазерных установок с одной стороны от собираемого изделия; на фиг. 4 трубчатый луч; на фиг. 5 схема сборки изделия за препятствием с помощью зеркала.

Устройство для сборки изделий содержит лазерные установки 1 с питателями 2. Число питателей 2 для каждой лазерной установки 1 может быть одним и более. Питатели 2 снабжены устройствами подачи мелких частиц в луч лазерной установки 1. Устройства подачи выполнены в виде лент 3 с прикрепленными к ней частицами в виде шариков 4, которые перемещаются световым лучом 5 лазерной установки 1.

Устройство снабжено дополнительными лазерными установками 6, которые предназначены для расплавления шариков 4 при достижении ими поверхности для сборки изделий. Лазерные установки 1 могут быть размещены на спутнике 7 небесного тела с возможностью подачи шариков 4 в своих лучах для изготовления изделий путем последовательного нанесения слоев 8 из шариков 4 на основание 9, расположенное на Земле 10. Лазерные установки 1 одновременно наносят слой 8 в каждой точке 11 на основании 9 и, тем самым, изготовляют части зданий, сооружений.

Изделие также можно изготовить в пространстве. Для этого часть лазерных установок 1 размещают на спутнике 7, а другую часть на Земле 10, направляют их лучи под углом навстречу друг другу в точку, где они пересекаются. Направленные друг на друга потоки частиц сплавляются, образуют основу, на которую последовательно наносятся слои 8 и образуют изделие 12 заданной формы.

Кроме того, лазерные установки 1 могут быть размещены в пространстве на спутниках 7, размещенных по сфере, в центре которой предполагается изготавливать изделие 12.

Луч лазерной установки 1 может быть выполнен трубчатым 13, любого другого сечения, например, квадратного или комбинированным, т.е. когда излучатель выполняют в виде соосных цилиндра и трубки, энергетическая мощность которых разная. В последнем случае поток 14 шариков 4 перемещается лучом 5, а трубчатый луч 13, с большей энергетической мощностью, способствует удержанию шариков в луче 5.

Направление луча 5 можно изменить с помощью зеркала 15 для изготовления изделия 12 за препятствием 16. В этом случае питатели 17 размещают на пути отраженного луча.

Устройство может быть выполнено настольным для изготовления цветной мозаики, барельефов из цветных шариков, скульптур. При изготовлении подобных изделий путем лазерного напыления частиц на поверхность возможно использование сменных масок (трафаретов).

С помощью данного устройства автор предлагает расчищать площадки путем перемещения и последующего взрыва частиц из взрывчатого материала, строить здания, сооружения, различную технику путем перемещения и спекания частиц из соответствующего материала, изготавливать лодки, плоты из резиновых шариков и т.д.

Формула изобретения

1. Способ сборки изделий, заключающийся в том, что исходный материал из питателей перемещают подающими устройствами к месту, где осуществляется сборка изделий, отличающийся тем, что исходный материал выполняют в виде отдельных мелких частиц, которые подают в центральную часть лучей лазерных установок и перемещают ими частицы к месту сборки, а сборку осуществляют путем послойного напыления частиц на основание и/или друг на друга и соединения их путем повышения энергетической мощности лучей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что частицы транспортируют в поперечном направлении относительно поверхности основания непосредственно лучом лазерной установки.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что сборку осуществляют в пространстве путем соединения частиц в точке пересечения по меньшей мере лучей двух лазерных установок.

4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что сборку производят в космическом пространстве с искусственных и/или естественных небесных тел.

5. Устройство для сборки изделий, содержащее питатели с исходным материалом и средства для его подачи, отличающееся тем, что средства для подачи исходного материала и сборки из него изделий выполнены в виде поворотно-приводных программно-управляемых лазерных установок.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что питатели выполнены в виде лент с прикрепленными к ним частицами исходного материала, например гранулами, шариками, кубиками.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что излучатель по меньшей мере одной лазерной установки выполнен в виде соосных цилиндра и трубки, мощность излучения которых различна.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что излучатель выполнен в виде трубки.

9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что излучатели в лазерных установках выполнены с разным поперечным сечением, например круглым, квадратным.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что излучатели в лазерных установках выполнены сменными.

11. Устройство по любому из пп.5 10, отличающееся тем, что оси излучения лазерных установок направлены вертикально к поверхности, предназначенной для сборки изделий, или под небольшим углом к вертикали.

12. Устройство по любому из пп.5 10, отличающееся тем, что по меньшей мере излучатели двух лазерных установок расположены оппозитно друг другу.

13. Устройство по любому из пп.5 10, отличающееся тем, что лазерные установки расположены по окружности, а их излучатели направлены к ее центру.

14. Устройство по любому из пп.5 10, отличающееся тем, что излучатели лазерных установок установлены вплотную и параллельно друг другу.

15. Устройство по любому из пп.5 10, отличающееся тем, что излучатели в лазерных установках выполнены в виде отдельных излучающих элементов с автономным управлением, установленных параллельно друг другу, при этом устройство снабжено оптическими датчиками, расположенными сбоку лучей, для контроля положения транспортируемых лучами частиц.

16. Устройство по любому из пп.5 15, отличающееся тем, что оно снабжено сменными трафаретами, предназначенными для наложения на напыляемую поверхность.

17. Устройство по любому из пп.5 16, отличающееся тем, что оно снабжено зеркалами для изменения направления лучей лазерных установок.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что питатели установлены за зеркалом на пути отраженного луча лазерной установки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5