[發明專利]用于三維打印的監測系統

有效

• 申請號: 201880064143.5
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN111164425B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: D·馬丁內斯;D·P·塞爾吉森;蔡志俊;J-J·克拉爾;E·A·雷內爾斯;B·J·霍德爾;B·L·納斯
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;B28B17/00;B28B1/00;G01D21/02;G01K13/00;B33Y50/02;B33Y70/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

提供了一種用于監測用于三維打印的膠凝混合物的推斷系統(300)。推斷系統(300)包括環境條件傳感器(302)、溫度傳感器(304)、水分傳感器(306)和圖像捕獲裝置(308)。推斷系統(300)還包括耦合到環境條件傳感器(302)、溫度傳感器(304)、水分傳感器(306)和圖像捕獲裝置(308)的控制器(312)。控制器(312)接收所感測的環境條件、溫度信號和水分含量信號。控制器(312)接收膠凝混合物的一部分的圖像饋送。所述控制器(312)還接收指示與混合容器(110)相關聯的電機速度和電機轉矩的信號。控制器(312)基于所接收的環境條件、溫度信號、水分含量信號、圖像饋送、電機速度和電機轉矩，建立模型并且使用模型確定膠凝混合物的材料適用性，以及確定一個或多個校正動作。

技術領域

本公開涉及一種監測系統，且更具體地涉及一種用于監測用于三維打印的膠凝混合物的系統和方法。

背景技術

增材構造大規模應用三維打印技術，一層接一層地沉積構造材料，以更快和更少勞動密集的方式構造合適的建筑物和結構。在構造打印過程之前和過程中，需要制備膠凝混合物。由于應用的特異性，此類應用中使用的膠凝混合物與任何其他常規的膠凝混合物相比具有很高且受限制的標準。

例如，膠凝混合物的粘度是一個這樣的參數。用于三維打印的膠凝混合物的材料特性不能太干而不能流動，且不能太濕而不能保持形狀或支撐下一層。可能還需要滿足其他材料特性。除此之外，膠凝混合物可能受到環境，例如環境溫度、水分以及原始混合材料的質量的高度影響。然而，特定組分的預定比率可能不總是形成理想的膠凝混合物。

在混合過程中，可能需要知識淵博的人員在場檢查膠凝混合物的質量。有時，人們可能需要添加一些組分，如沙子或水，以改善膠凝混合物的材料特性。這可能是易受人為錯誤影響的費力和耗時過程。此外，混合過程可依賴于知識、領域專業知識和人的直覺，使得初級人員準確地執行此類任務是有挑戰的。

美國公布的申請號2014/0252668描述了使用膠凝材料執行多層構建方法的設備。所述設備具有用于容納膠凝材料的儲存器。儲存器由輸送噴嘴聯接到打印頭。輸送噴嘴可由機械臂組件移動以沿著預定路徑對噴嘴標索引。與給噴嘴標索引結合地控制膠凝材料從儲存器流動到噴嘴以及從噴嘴擠出材料。還可從打印頭沉積支撐材料、加速劑和軟骨材料。

發明內容

在本公開的一個方面，提供了一種用于監測用于三維打印的膠凝混合物的推斷系統。所述推斷系統包括環境條件傳感器，所述環境條件傳感器被配置成感測與混合容器相關聯的環境條件。所述推斷系統包括溫度傳感器，所述溫度傳感器被配置成生成所述膠凝混合物的溫度信號。所述推斷系統包括水分傳感器，所述水分傳感器被配置成生成與所述膠凝混合物相關聯的水分含量信號。所述推斷系統包括圖像捕獲裝置，所述圖像捕獲裝置被配置成生成在所述混合容器內的所述膠凝混合物的至少一部分的圖像饋送。所述推斷系統包括控制器，所述控制器耦合到所述環境條件傳感器、所述溫度傳感器、所述水分傳感器和所述圖像捕獲裝置。所述控制器被配置成接收所感測的環境條件。所述控制器被配置成接收所述溫度信號。所述控制器被配置成接收所述水分含量信號。所述控制器被配置成接收所述膠凝混合物的所述部分的圖像饋送。所述控制器被配置成接收指示與所述混合容器相關聯的電機速度和電機轉矩的信號。所述控制器被配置成基于所接收的環境條件、溫度信號、水分含量信號、圖像饋送、電機速度和電機轉矩，建立模型并且使用所述模型確定所述膠凝混合物的材料適用性。所述控制器被配置成基于所確定的材料適用性確定一個或多個校正動作。