[發(fā)明專利]積層制造中的原料液化器替換技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880079074.5
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN111448049B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·J·布魯格曼;A·布魯格曼;K·H·J·沃斯;M·斯皮爾曼;K·格倫;J·H·蒂默阿倫茲;M·J·沃貝斯;K·H·庫伊特
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)結(jié)高性能3D技術(shù)有限公司
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20
• 代理公司: 北京英創(chuàng)嘉友知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11447
• 代理人: 桑傳標(biāo)

一種列印頭總成包括：連接裝置，用于連接AM系統(tǒng)的定位系統(tǒng)；原料液化單元，其包括用于將液化AM原料沉積在建造板及欲產(chǎn)生物體中的至少一者上的噴嘴。所述原料液化單元具有供給孔及由所述供給孔至所述噴嘴的供給通道。所述列印頭總成還包括附接在所述列印頭總成上的熱交換裝置，其中所述熱交換裝置組配且配置成與所述原料液化單元建立可分離夾持連接以便將所述原料液化單元收納在所述列印頭總成中。所述熱交換裝置可致動，以使所述熱交換裝置進(jìn)入開啟狀態(tài)及使所述熱交換裝置進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。一種用于積層制造的系統(tǒng)包括：建造板；定位系統(tǒng)，其與所述列印頭總成及所述建造板中的至少一者連結(jié)；原料液化單元儲存部；及控制器，用于控制所述定位系統(tǒng)以便替換所述原料液化單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為有關(guān)于用于積層制造的系統(tǒng)。更詳而言之，本發(fā)明為有關(guān)于在用于積層制造系統(tǒng)中的原料液化單元的替換技術(shù)。

背景技術(shù)

在三維模制時，借由以控制方式成層模制材料形成多數(shù)物體以便可產(chǎn)生所需三維形狀物體。這種形成物體的方式亦可稱為積層制造。三維模制經(jīng)常使用三維模制列印機(jī)。該列印機(jī)具有可三維地移動的列印頭，且當(dāng)該列印頭移動通過該模制材料的先前沉積軌跡時，該列印頭分配該模制材料。

該欲列印物體可放在建造板上。該列印頭可在三維空間中相對被模制或列印的物體移動。在某些情形中，該物體可一或多維地相對該列印頭移動。使模制該物體的建造板及列印頭相對地移動有多種選項(xiàng)。

該列印頭的動作由控制系統(tǒng)來控制，該控制系統(tǒng)控制附接在該列印頭上的可三維地控制的定位系統(tǒng)。借由軟體可產(chǎn)生軌跡的圖案，該圖案為用于移動該列印頭及用于沉積該等軌跡。

該物體在建造板上且在相對該可移動列印頭的參考位置產(chǎn)生。該模制材料可與先前形成的軌跡熔合。該三維模制材料可用例如長纖維、顆粒、桿、液體、樹脂或懸浮液的形態(tài)供給至該列印頭中。

亦被稱為原料的模制材料由該列印頭分配通過原料液化單元且用形成軌跡層的多數(shù)軌跡的形態(tài)沉積在該建造板上，或當(dāng)已沉積前一層該欲產(chǎn)生物體時，沉積在可固化的先前沉積軌跡上。該模制材料可熱或化學(xué)地或以其他方式與該等先前沉積軌跡熔合。該模制材料可由該列印頭分配且沉積在該等先前沉積軌跡上并硬化而在該沉積后固化。

該建造板及物體相對該列印頭沿著軌跡的移動及由該列印頭同時沉積模制材料容許該熔合沉積模制物體與各沉積軌跡一起成長且逐漸獲得其所需形狀。

該列印頭的供料通道內(nèi)的模制材料會在列印時劣化。這可能是由于例如該模制材料內(nèi)的不純物，或灰塵或其他顆粒由該三維列印機(jī)所在的環(huán)境或其他來源進(jìn)入的緣故。對在沉積前被列印頭的原料液化單元熔化以便讓它可列印的可熔材料而言，有若該材料保持在靠近熔點(diǎn)的高溫太久則會分解或崩解的風(fēng)險(xiǎn)。

這會形成崩解的模制材料的固體顆粒。在沉積例如可硬化樹脂時，該模制材料內(nèi)的污染物及/或該進(jìn)料通道內(nèi)的死點(diǎn)最后亦會形成固體顆粒。這種情形特別會發(fā)生在經(jīng)常在該列印頭內(nèi)保持在最高溫度的原料液化單元中。靠近該進(jìn)料通道壁處，特別是靠近該原料液化單元處，該模制材料流速最低。因此，在這區(qū)域中經(jīng)常發(fā)生不必要的固化及崩解。

當(dāng)沉積該模制材料時，在該原料液化單元的進(jìn)料通道或噴嘴中的碎屑或固體顆粒會堵塞且可在該原料液化單元內(nèi)產(chǎn)生材料的回流，造成該原料液化單元的阻塞。

或者，該原料液化單元的噴嘴孔會磨損及擴(kuò)大，產(chǎn)生較大寬度的列印軌跡及較不準(zhǔn)確的部件尺寸。此外，由該噴嘴擠出的材料的壓力較高，可能造成被沉積在前一層上的層的過擠壓。這會在該物體與該列印頭之間產(chǎn)生過大力量且由于該模制材料的溢流而產(chǎn)生該產(chǎn)生物體的一粗糙表面。該模制材料的溢流會進(jìn)一步在該列印頭的噴嘴尖端外側(cè)產(chǎn)生碎屑或殘留物，且該碎屑或殘留物會脫離該噴嘴尖端并與被列印的物體熔合而造成該物體的可能損失。

此外，當(dāng)列印物體時，會使用不同顏色或不同材料。另外，不同原料沉積模制方法會依據(jù)隨后的要求使用包括例如不同噴嘴尺寸或不同原料供給管應(yīng)用不同材料。