CN108602258A - 构建材料容器 - Google Patents

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Abstract

提供一种3D打印构建材料容器(31)，其包括加强结构(34)、用于保持构建材料的可塌缩的储存器(33)、构建材料出口结构(313)、至少一个第一入口结构(314、316)以及第二入口结构(315)。加强结构包围气密空间，储存器设置在加强结构内。构建材料出口结构(313)用于允许构建材料离开储存器。至少一个第一入口结构(314、316)用于允许再循环的构建材料进入储存器并选择性地允许气体进入储存器。第二入口结构(315)用于选择性地允许气体进入储存器与加强结构之间的空间。

Description

构建材料容器
背景技术
诸如三维(3D)打印的增材制造技术涉及用于通过增材工艺根据数字3D模型制成具有几乎任意形状的3D物体的技术，在增材工艺中，在计算机控制下逐层生成3D物体。已开发各种增材制造技术，不同之处在于构建材料、沉积技术和根据构建材料形成3D物体的过程。这些技术范围可从对光固化树脂施加紫外光至对粉末形式的半晶质的热塑材料进行熔融，至对金属粉末进行电子束熔融。
增材制造工艺通常开始于待制造的3D物体的数字表示。该数字表示通过计算机软件被虚拟地切片成多层，或者可以预切片格式提供。每层代表所期望的物体的截面，并被发送到在一些情况下已知为3D打印机的增材制造设备，在该处基于预先构建层进行构建。该过程进行重复，直到完成物体，由此逐层构建物体。然而，一些可用技术直接打印材料，其他技术利用再涂覆工艺形成增材层，增材层然后可选择性地进行固化，从而形成物体的新的截面。
制造物体的构建材料可根据制造技术而变化，并且可包括粉末材料、膏状材料、浆状材料或液态材料。构建材料通常被提供在源容器中，构建材料从源容器被传递到增材制造设备的构建区域或构建室，在此发生实际制造。
附图说明
本公开的各种特征和优点根据随后的详细描述并结合附图将明显，附图仅通过例示共同例示本公开的特征，并且其中：
图1是构建材料容器的示例的示意侧视图；
图2是构建材料出口结构的示例的示意图；
图3A是构建材料容器的示例的示意侧视图；
图3B是图3A的示例构建材料容器的示意俯视图；
图4是构建材料容器另一示例的立体图；
图5A是构建材料容器另一示例的示意侧视图；
图6A是处于相对平坦构造的一组示例构建材料容器的示意侧视图；
图6B是处于使用构造的图6A的该组示例构建材料容器的示意侧视图；
图7A是处于相对平坦构造的另一示例构建材料容器的立体图；
图7B是处于使用构造的图7A的示例构建材料容器的局部立体图；
图7C是用于形成示例加强结构的一片示例材料的立体图；
图8是另一示例构建材料容器的立体图；
图9A是另一示例构建材料容器的立体图；
图9A是图9A的示例构建材料容器的立体图；
图10是另一示例构建材料容器的立体图；
图11是与示例3D打印系统使用的示例构建材料容器的示意图；
图12是用于将构建材料从容器供应到3D打印系统的示例方法的流程图；
图13是用于从容器去除构建材料的示例方法的流程图。
具体实施方式
可使用增材制造技术生成三维物体。可通过固化连续构建材料层的各部分生成物体。构建材料可基于粉末，所生成的物体的特性可取决于构建材料的类型和固化类型。在一些示例中，利用液态熔剂实现粉末材料的固化。在进一步的示例中，可通过对构建材料临时施加能量实现固化。在某些示例中，熔剂和/或粘结剂施加到构建材料，其中，熔剂是对构建材料和熔剂的组合施加适当量的能量时使构建材料熔融并固化的材料。在其他示例中，可使用其他构建材料和其他固化方法。在某些示例中，构建材料包括膏状材料、浆状材料或液态材料。本公开描述了用于容纳构建材料并将构建材料传送至增材制造工艺的源容器的示例。
在一个示例中，本公开容器中的构建材料为粉末，其具有的基于体积的平均截面颗粒直径尺寸在大约5至大约400微米之间，在大约10至大约200微米之间，在大约15至大约120微米之间或者在大约20至大约70微米之间。合适的基于体积的平均颗粒直径范围的其他示例包括大约5至大约70微米，或者大约5至大约35微米。在本公开中，基于体积的颗粒尺寸是与粉末颗粒具有相同体积的球的尺寸。“平均”意在解释容器中大多数基于体积的颗粒尺寸具有上述尺寸或尺寸范围，但容器还可容纳直径在上述范围之外的颗粒。例如，颗粒尺寸可被选择为以便于分布所具有的厚度在大约10至大约500微米之间、或者在大约10至大约200微米之间或者在大约15至大约150微米之间的构建材料层。增材制造系统的一个示例可被预先设置，以便利用构建材料容器分布大约80微米的构建材料层，该构建材料容器容纳基于体积的平均颗粒直径在大约40至大约60微米之间的粉末。例如，增材制造设备可被重置，以便分布不同的层厚度。
用于本公开示例容器的合适的基于粉末的构建材料包括下述至少之一：聚合物、结晶性塑料、半结晶性塑料、聚乙烯(PE)、聚乳酸(PLA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、无定形塑料、聚乙烯醇塑料(PVA)、聚酰胺、热塑性(热固)塑料、树脂、透明粉末、彩色粉末、金属粉末、例如玻璃颗粒的陶瓷粉末、和/或这些材料或其他材料中的至少两种的组合，其中这种组合可包括各自由不同材料构成的不同颗粒、或者单合成颗粒的不同材料。混合构建材料的示例包括可包括铝和聚酰胺的混合物的铝填充尼龙、多色粉末和塑料/陶瓷混合物。混合构建材料可包括两个或多个不同相应平均颗粒尺寸。
用在增材制造工艺中的特定批量的构建材料可为“新的”构建材料或“用过的”构建材料。新的构建材料应被视为未用于增材制造工艺的任意部分中的构建材料，和/或该构建材料先前未经过3D打印系统的任何部分。如构建材料制造商供应的未开封的构建材料源因而容纳新的构建材料。相反，用过的构建材料已被供应到用于增材制造工艺的3D打印系统。并非供应到用于增材制造工艺的3D打印系统的所有构建材料可使用和/或合并到3D打印制品中。供应到用于增材制造工艺的3D打印系统的至少一些未使用的构建材料可适于在随后的增材制造工艺中再使用。这样的构建材料包括用过的构建材料。
本公开的示例容器能够存储相对大量的构建材料(例如，与能够由3D打印系统的集成式存储设备存储的构建材料的量相比、和/或与能够由一次性容器存储的构建材料的量相比较大，构建材料从构建材料供应商接收到一次性容器中)。本公开的示例容器能够进一步从3D打印系统接收用过的构建材料，存储这种用过的构建材料，并将这种用过的构建材料供应返回到3D打印系统。
图1是用于将构建材料11供应到增材制造工艺的容器1的示例的侧视图。容器1被例示为处于直立方位，这对应于容器的预期使用方位。容器1可以是可替换的源容器1，该源容器1在至少部分填充的状态下待连接到增材制造系统以使该增材制造系统可从容器1收集构建材料。该容器可替代地或额外地可为用过的构建材料的存储容器，在用尽包含在容器1中的新的构建材料之后，该容器可从增材制造系统接收用过的构建材料并将用过的构建材料供应返回到增材制造系统。该容器因此可视为用于存储并供应再循环的3D打印构建材料的容器。
容器1能够保持相对大量的构建材料(例如，与能够由3D打印系统的集成式存储设备存储的构建材料的量相比、和/或与能够由一次性容器存储的构建材料的量相比较大，构建材料从构建材料供应商接收到一次性容器中)。在一些示例中，容器具有至少100升的容量。在一些示例中，容器具有至少200升的容量。容器的容量可在50-300升的范围内。容器的容器可在100-200升的范围内。填充以满载构建材料时的容器的重量(即，容器的填充重量)可为至少150kg。容器的填充重量可为至少200kg。容器的填充重量可在100-500kg范围内。容器的填充重量可在150-400kg的范围内。
在一个示例中，容器1包括储存器3、构建材料出口结构13和构建材料入口结构14。储存器4用于保持构建材料。构建材料出口结构13能连接到3D打印系统，以允许构建材料离开储存器3。构建材料入口结构14能连接到3D打印系统，以允许再循环的构建材料进入储存器。新的构建材料11被包含在储存器3中。
储存器3可包括盒、桶或其他形式的容器。储存器由刚硬材料形成，使其能在填充有构建材料以及在空时保持其形状和构造。刚硬材料应被理解成能够抵抗塌缩，且还可抵抗弯曲和/或伸展或任何其他变形形式。储存器3在使用容器1期间不会塌缩，因此可被视为是不可塌缩的(尽管将认识到，在使用容器1期间，通过施加显著大于预计由储存器3所承受的外力，可以使储存器3塌缩)。在一些示例中，储存器进一步包括相对柔性的内袋，用于包含和保护储存器3中的构建材料。在一个示例中，相对柔性(关于材料)可理解成允许材料弯曲和/或弯折。柔性材料或化合物可以是有弹力的(例如，PE)或无弹力的(例如，聚脂薄膜)。在一个示例中，柔性和弹性材料具有小于大约1*109N/m2GPa、或小于大约0.3*109N/m2GPa的杨氏模量。在一个示例中，相对刚硬或无弹力的壁材料具有大于大约1*109N/m2GPa的杨氏模量。储存器3可包括一个或多个壁。构建材料11可由储存器3的壁包含。
例如，可根据意欲使用容器1的具体方式选择形成储存器3的材料的一个或多个性能。形成储存器3的材料可不透气(也就是，不能透过气体，从而可由抽吸系统使用以从容器去除构建材料的空气或其他任何气体不能穿过储存器3的壁)。在一些示例中，储存器3至少部分地由塑料材料形成，例如后壁PET。在一些示例中，储存器3由一种或多种材料(例如，PET和LDPE)的叠层形成。在一些示例中，储存器材料被选择为使其是弹性的(例如，足够弹性即使在填充状态下掉落也不会破裂)，不从环境吸收水分，并且足够刚硬，因而例如当施加抽吸力以便从储存器3去除构建材料时储存器材料不会变形超过选择的量。储存器3可由低成本、可丢弃和/或可循环利用的材料形成。
储存器3可具有根据容器1的特定预期使用进行选择的形状。例如，如果特定预期使用对容器1具有尺寸和/或构造约束，则储存器3的形状可被选择为在这些约束范围内使储存器3的内体积最大化。储存器3的形状可被选择为有助于使用特定去除系统从储存器3去除构建材料11。例如，储存器3可被成形为在从储存器3去除构建材料期间连接到用于使储存器3振动的振动系统。储存器3可包括总体形状不同的区段，例如会聚的区段和非会聚的区段。会聚的区段可包括朝着容器基底会聚的侧壁。储存器3可包括具有漏斗形状的区段。非会聚的区段可包括基本上竖直(相对于使用方位)延伸的至少一个侧壁。至少一个基本上竖直的侧壁可为至少一个倒圆壁，或可与笔直拐角部或倒圆拐角部形成矩形，如从俯视图看(未示出)。图1所示的特定例示的示例储存器3为圆柱形，包括基本上竖直的侧壁以及上端壁和下端壁。非会聚的储存器区段的侧壁在容器1的使用方位意欲基本上是竖直的，例如由于储存器的制造公差、脱模角、热固化或其他原因可能不是完全竖直的。
在一些示例中，储存器3可提供除了保持构建材料11之外的一个或多个功能。例如，储存器3可便于容器1的堆积、便于容器1的操作、产生容器1的外轮廓等。
构建材料出口结构可包括第一连接器，用于连接到3D打印系统的构建材料去除系统的对应的第二连接器。例如，出口结构13可适于连接到用于从容器1收集构建材料的相应的收集装置。这种收集装置可以是增材制造系统的一部分。容器1的出口结构13可包括将储存器3的内部空间连接到储存器3外部空间的开口。在一些示例中，出口结构13可允许构建材料进入储存器3。在图1所示示例中，出口结构13被提供在容器1的顶侧中。在图1所示的具体示例中，出口结构包括抽吸管17，其在储存器3的内部空间内向下延伸至储存器3的最低端处或其附近的位置。出口结构13可包括可致动的阀结构，用于在处于闭合构造时限制或防止构建材料穿过该结构或者在处于打开构造时允许构建材料穿过该结构。
图2显示抽吸管171形式的出口结构的具体示例。抽吸管171包括连接器172，用于密封地附接到构建材料容器(例如，容器1)的储存器(例如，储存器3)的顶部。连接器172能进一步连接到真空源，例如，增材制造系统的抽吸系统。抽吸管317进一步包括主体区段173。主体区段173(相对于抽吸管的预期使用方位限定，如图2所示)的上端连接到连接器172。主体区段173包括中空圆筒。连接器173限定的开口可与主体区段173的内部流体连通。主体区段173的下端包括进入到主体区段173的内部空间中的至少一个开口174。主体区段173的长度可使得，当抽吸管在使用时，至少一个开口174位于储存器的最低端或在其附近。当抽吸管连接到真空源时，来自储存器的构建材料可通过至少一个开口174进入主体区段173的内部，沿着主体区段173向上抽吸，并由此可经由连接器172离开容器。在一些示例中，抽吸管171可用于抵抗其中设置有抽吸管的容器的储存器的至少一部分的塌缩。在这种示例中，抽吸管可被视为形成容器的加强结构的一部分。可替代地，抽吸管171可被视为包括容器的额外加强结构。
构建材料入口结构14可包括第一连接器，用于连接到3D打印系统的对应的第二连接器(例如，构建材料出口结构的连接器)以便形成连接部，通过该连接部再循环后的构建材料能够从3D打印系统接收。构建材料入口结构14可包括将储存器3的内部空间连接到储存器3外部空间的开口。在图1所示示例中，构建材料入口结构14被提供在容器1的顶侧15中或其附近。构建材料入口结构14可限制或以其他方式控制进入储存器3的再循环构建材料的流动的参数(例如，流率、流量)。在一些示例中，构建材料入口结构14包括阀。在一些示例中，构建材料入口结构14被提供有盖或其他闭合设备，以便在容器1未用于接收用过的构建材料和/或未连接到3D打印系统的用过的构建材料出口时关闭构建材料入口结构14。
在容器1内已有一段时间未扰动的构建材料11可压紧和/或形成当希望从容器1去除构建材料时防止构建材料自由移动的结构。由构建材料去除系统施加的力，诸如抽吸系统形成的吸力，对于使这些结构破裂可能没有效果，从而从容器1不能完全去除构建材料。容器1因此可被构造成在从容器1去除构建材料期间可振动，例如通过振动板，以便于构建材料在容器1内自由移动。
本公开的一些示例容器可便于例如通过3D打印系统的构建材料供应系统有效去除包含在这些容器内的构建材料。一些这种示例容器例如可包括确保可从容器去除大多数或全部构建材料的特征。这些示例容器可包括用于减少不能通过构建材料供应系统从容器去除的构建材料的量的特征，例如至少因为构建材料松散地粘附到容器内表面或以其他方式不能达到构建材料供应系统。下文参照图3至图6描述的示例容器包括便于从这些容器有效去除构建材料的一个或多个特征。
图3是用于将构建材料11供应到增材制造工艺的容器31的示例的侧视图。容器31被例示为处于直立方位，这对应于容器的预期使用方位。容器31可具有如上所述的容器1的任意特征。
容器31包括围绕气密空间的加强结构34。容器31进一步包括用于保持构建材料311的可塌缩的储存器33。储存器33设置在加强结构34内。容器31进一步包括用于允许构建材料311离开储存器的构建材料出口结构313。出口结构313可具有如上所述的容器1的构建材料出口结构13的任意特征。
容器31进一步包括用于允许再循环的构建材料进入储存器以及选择性地允许气体(例如，空气)进入储存器的至少一个第一入口结构(314、316)。在一些示例中，至少一个第一入口结构包括能够执行构建材料入口结构和气体入口结构的功能的单个第一入口结构。例如，在从容器31去除构建材料的过程期间，单个第一入口结构可选择性地允许气体进入储存器，并且在将再循环的构建材料接收到容器31的过程期间，单个第一入口结构可允许再循环的构建材料进入储存器。在其他示例中，包括具体例示示例，至少一个第一入口结构可包括构建材料入口结构和气体入口结构。在图3的具体示例中，至少一个第一入口结构包括构建材料入口结构314和第一气体入口结构316。构建材料入口结构314可具有如上所述的容器1的对应的构建材料入口结构14的任意或所有特征。容器31进一步包括第二气体入口结构315，用于选择性地允许气体进入储存器与加强结构之间的空间。
第一气体入口结构316可包括将储存器33的内部空间连接到储存器33外部空间的开口。尽管第一气体入口结构的主要功能是用于允许气体进入储存器33，在一些示例中，第一气体入口结构316还可允许气体离开储存器33。在图3所示示例中，第一气体入口结构316被提供在容器31的顶侧中或其附近。第一气体入口结构316可限制或以其他方式控制进入和/或离开储存器33的气体流动的参数(例如，流率、流量)。在一些示例中，第一气体入口结构316包括过滤器。在一些示例中，第一气体入口结构316包括阀，例如，用于允许第一气体入口结构在打开状态和闭合状态之间切换。在一些示例中，第一气体入口结构316可允许构建材料进入储存器3。例如，在使用容器31将构建材料供应到增材制造系统之前，新的构建材料可通过第一气体入口结构316被引入到储存器33中，并且，在使用容器31将构建材料供应到增材制造系统期间，气体可通过第一气体入口结构316进入储存器33。
第二气体入口结构315用于选择性地允许气体(例如，围绕容器31的气体)进入储存器与加强结构54之间的空间，例如以便使储存器33的壁在构建材料去除过程的特定阶段移动远离加强结构34的壁。第二气体入口结构315可包括将储存器33与加强结构54之间的空间连接到加强结构34外部的空间的开口。尽管第二气体入口结构315的主要功能是用于允许气体进入储存器33与加强结构34之间的空间，在一些示例中，第二气体入口结构315还可用于允许气体离开储存器33与加强结构34之间的空间。在图3所示示例中，第二气体入口结构315被提供在加强结构34的侧壁中且在容器31的顶端处。在其他示例中，第二气体入口结构315可被提供在加强结构34的端壁中。第二气体入口结构315可限制或以其他方式控制进入和/或离开储存器33与加强结构34之间的空间的气体流动的参数(例如，流率、流量)。在一些示例中，第二气体入口结构315包括过滤器。在一些示例中，第二气体入口结构315包括阀，例如，用于允许第二气体入口结构在打开状态和闭合状态之间切换。
储存器33可包括袋，该袋例如由塑料材料构成的一个或多个部分形成。储存器33可包括一个或多个壁。在一些示例中，储存器33的壁由加强结构34的一部分形成。构建材料311可由储存器33的壁包含。储存器33相对于加强结构34是可塌缩的。在一些示例中，储存器33在使用容器31期间意欲至少部分塌缩。在本公开的上下文中，结构的塌缩可视为涉及由结构所包围或占据的体积减少。储存器33可至少部分地由柔性材料形成。在一些示例中，储存器33是相对柔性的储存器33。
形成储存器33的材料可具有预先选择的弹性，例如根据其意欲使用容器31的具体方式进行选择。在意欲使用抽吸系统从容器31去除构建材料311的示例中，储存器材料可具有高抗拉强度(例如，25Mpa)。形成储存器33的材料可不透气。在一些示例中，储存器33至少部分地由塑料材料形成，例如PE，薄壁PET、聚脂薄膜等。在一些示例中，储存器33由一种或多种材料(例如，PET和LDPE)的叠层形成。在一些示例中，储存器材料被选择为使其是弹性的(例如，足够弹性即使在填充状态下掉落也不会破裂)，不从环境吸收水分，并且足够刚硬，因而例如当施加抽吸力以便从容器33去除构建材料时储存器材料不会变形超过选择的量。储存器33可由低成本、可丢弃和/或可循环利用的材料形成。
储存器33的材料性能(例如，柔性、弹性等)可被选择为使得，当用于从容器1去除构建材料的系统(例如，抽吸系统)操作时，储存器采用部分塌缩形式。例如，给定储存器33的储存器材料可足够柔性，以便因意欲从储存器33去除构建材料311的构建材料去除系统施加的吸力F而可塌缩。储存器33的材料性能可被选择为使得，在从容器去除构建材料期间，当在容器33中保留阈值量的构建材料311时，储存器采用部分塌缩形式。储存器33可用于(例如，因其材料性能、形状、构造等)在从容器31去除构建材料期间当储存器33的内外部之间实现阈值压差时采用部分塌缩形式。在一些示例中，储存器33的材料性能被选择为使得，在从容器31去除构建材料11期间，储存器33在未塌缩形式与部分塌缩形式之间逐渐转变。在一些示例中，储存器33的材料性能被选择为使得，在从容器31去除构建材料311期间，储存器33在未塌缩形式与部分塌缩形式之间快速或瞬时转变。这种快速或瞬时转变到部分塌缩形式可有助于移走松散地粘附到储存器壁内表面的任意构建材料311，和或有助于形成在构建材料311中的任意结构的破裂。
储存器33在填充和未塌缩状态时可具有预先选择的形状。预先选择的未塌缩形式例如可根据容器31的特定预期使用进行选择。例如，如果特定预期使用对容器31具有尺寸和/或构造约束，则储存器33的未塌缩形式可被选择为在这些约束内使储存器33的内体积最大化。储存器33的未塌缩形式可被选择为有助于使用特定去除系统从储存器33去除构建材料311。储存器33可包括总体形状(至少在储存器33的填充状态和未塌缩状态下)彼此不同的区段，例如会聚的区段和非会聚的区段。例如，至少在储存器的填充和未塌缩状态，储存器的上区段可会聚，下区段可为非会聚。会聚的区段可包括朝着容器31的基底会聚的侧壁。例如，图3所示的储存器33包括非会聚的上区段35以及下区段37，该下区段37在储存器33的填充状态下为非会聚，在储存器33的腾空状态和/或塌缩状态为会聚。储存器33可包括具有漏斗形状的区段。非会聚的区段可包括至少在储存器33的填充状态和未塌缩状态下基本上竖直(相对于使用方位)延伸的至少一个侧壁。至少一个基本上竖直的侧壁可为至少一个倒圆壁，或可与笔直拐角部或倒圆拐角部形成矩形，如从俯视图看(未示出)。图3所示的特定例示的示例储存器33具有由基本上竖直的侧壁319形成的上区段35和由侧壁321形成的下区段37，该下区段37在储存器33的填充状态下为非会聚，并且在储存器33的腾空和/或塌缩状态为非会聚。
非会聚的储存器区段的侧壁(例如，侧壁319)在容器31的使用方位意欲基本上是竖直的，例如由于储存器的制造公差、脱模角、热固化或其他原因可能不是完全竖直的。例如，至少一个基本上竖直的侧壁319可能略微倾斜，或可具有凸出(向外或向内)的形状。而且，由于根据各示例的储存器是可塌缩的，储存器的基本竖直的侧壁根据容器31的状态可能不是笔直或竖直的。例如，侧壁319、321在从容器33去除构建材料期间待弯曲。
此外，储存器壁可包括褶皱、曲率、隆起部、波浪部等。在一些示例下，储存器33的至少一个侧壁在至少一个尺寸上可大于加强结构34的对应的侧壁。在储存器材料的弹性较低的示例中，这种特征能够使储存器33的至少一个侧壁相对于加强结构34移动。在这种示例中，将认识到，在容器31的填充状态，至少一个侧壁的更大尺寸可例如通过在至少一个侧壁中形成褶皱、隆起部或其他非平坦特征而得以适应。
在一些示例中，储存器33的至少一个部分325被加强，以便限制或防止储存器33的至少该部分的塌缩。储存器33的至少一个加强部分325可包括储存器33的至少一个壁部分。至少一个加强部分可附接到加强结构34，以便防止或限制至少一个加强部分325相对于加强结构34移动。可预先选择至少一个加强部分325的一个或多个属性(例如，尺寸、形状、位置)。至少一个加强部分325可使得，当储存器33内的压力足以低于储存器33外部的压力以使储存器33塌缩时，储存器33采用部分塌缩形式。
在一些示例中，部分塌缩形式是预先确定的。例如，部分塌缩形式的一个或多个属性(例如，尺寸、构造、体积)可被预先确定。在一些示例中，预先确定的部分塌缩形式用于将包含在储存器33中的构建材料引导至储存器33内的选定位置。例如，可基于将用于从容器31去除构建材料的构建材料去除系统的构造选择该位置。在一些示例中，当容器31处于预期使用方位时，预先确定的部分塌缩形式的最低点大致对应于下述位置，在使用容器31期间，将在该位置从储存器33去除构建材料以便将构建材料供应到3D打印系统。在一些示例中，预先确定的部分塌缩形式使得储存器33的壁不包括任何可夹带构建材料的构成(例如，折叠部或凹口部)。另外或可替代地，在一些示例中，预先确定的部分塌缩形式使得储存器33的下部37的壁不包括任何水平区域。具有部分塌缩形式的储存器的体积可与未塌缩时的储存器的体积基本相同(例如，储存器可变形而不显著改变体积)。可替代地，具有部分塌缩形式的储存器的体积可为未塌缩时的储存器的体积的至少80％。储存器33从未塌缩形式转变到部分塌缩形式可有助于使构建材料中的结构破裂。预先确定的部分塌缩形式可便于构建材料中结构的这种破裂。通过选择至少一个加强部分325的一个或多个属性、通过选择储存器33的形状和/或构造、通过选择加强结构34的形状和/或构造和/或通过选择储存器33的一个或多个材料性能，可形成预先确定的部分塌缩形式。
在一些示例中，加强结构34用于抵抗至少一个加强部分325的塌缩。加强结构34因此可包括适合于抵抗至少一个加强部分325的塌缩的任意结构。加强结构34相对于储存器33可为刚硬的，尽管容器31可包括比加强结构34更刚硬的其他部件。加强结构34在使用容器31期间不会塌缩，因此可被视为是不可塌缩的(尽管将认识到，在使用容器31期间，通过施加显著大于预计由加强结构34所承受的外力，加强结构34可能塌缩)。在一些示例中，加强结构34用于防止或限制储存器33的至少一个加强部分325相对于加强结构的移动。加强结构34通过(例如，利用胶、紧固件等)附接到储存器33的至少一个加强部分325可抵抗该至少一个加强部分的塌缩。在储存器33包括具有基本上竖直长轴线(相对于预期使用方位)的圆柱体的一些示例(例如图3所示的具体示例)中，至少一个加强部分325包括圆柱体的圆周，其可在上下范围之间间隔开。
在一些示例中，加强结构34包括盒、桶或其他形式的容器，其围绕部分或全部储存器33。加强结构34可包括至少一个侧壁。加强结构34可具有例如根据容器31的具体预期使用确定的预先确定的形状和或构造。加强结构34的形状和/或构造可被确定为与储存器33的形状和/或构造协作，当储存器33内的压力足以低于储存器外的压力以使储存器33塌缩时使储存器33采用预先确定的部分塌缩形式。
在一些示例中，加强结构34可提供除了抵抗储存器33的加强部分的塌缩之外的一个或多个功能。例如，加强结构34可保护储存器33、便于容器31的堆积、便于容器31的操作、产生容器31的外轮廓等。加强结构34可由低成本、可丢弃和/或可循环利用的材料形成。
在具体例示的示例容器31中，加强结构34包括圆柱桶。该桶由相对刚硬的塑料材料形成。储存器33包括由相对柔性和相对弹性的材料形成的袋。该袋在一端处打开，打开端的边缘在桶的顶端处密封地附接到桶的侧壁。储存器33因此由袋以及由桶的顶端/壁限定。袋材料的弹性使得，当容器填充构建材料时，袋遵从加强结构34的形状。袋材料可在容器填充构建材料时进行伸展(例如，相对于默认未伸展状态)。图3显示处于填充状态的容器。储存器53的袋部的窄(相对于储存器的总高度)的圆周部325(例如，通过胶)附接到加强结构54。袋的下端的中央部也附接到加强结构54的基底壁。
在具体示例中，第二气体入口结构515被提供在加强结构54的侧壁中，靠近容器的顶部。储存器袋的附接到桶的圆周加强部分325围绕桶的圆周并不连续，因而气体可在储存器33与加强结构34之间的上部空间(例如，附接的部分上方的空间)与储存器33与加强结构34之间的下部空间(例如，附接的部分下方的空间)之间经过。在附接的加强部分包括完全且连续的圆周的其他示例中，可提供额外的第二气体入口结构(其可与第二气体入口结构315具有相同特征)，以允许气体进入下部空间。
图4A和图4B分别是处于使用状态的示例容器31的侧视图和俯视图，在使用状态，容器31的储存器33内的压力足以低于储存器33外的压力，储存器33因该压差而部分塌缩。例如，可通过连接到出口结构313的提供吸力F的真空源(未显示)产生压差。从图4A和图4B可见，在储存器33的部分塌缩状态，储存器3的未附接到加强结构34的部分(例如，下部37的侧壁321和上部35的侧壁319)向内呈弓状，从而在储存器33的这些部分与加强结构34之间产生间隙。相反，储存器33的附接到加强结构34的加强部分(例如，圆周加强部分325和基底加强部分)被防止在吸力F的影响下移动。
如上所述，加强结构34包围气密空间。因而，为了使储存器33采用图4A所示的部分塌缩形式，第二气体入口结构315已被配置成(例如，通过打开与第二气体入口结构315相关的阀)允许气体通过第二气体入口结构315进入储存器33与加强结构34之间的空间。而且，储存器材料已伸展，使得未附接的部分采用曲形形状。具体例示的示例储存器33因此在具有部分塌缩形式时相对于默认状态变形。储存器材料的弹性和加强部分的位置协作，从而产生部分塌缩形式，其包括在上部35的高度上未会聚的上部和在下部37的高度上朝着容器的基底会聚的下部。
图5A和图5B是通过另一示例容器51的截面。容器51包括储存器53、加强结构54、构建材料出口结构513、至少一个入口结构(其在具体示例中包括构建材料入口结构514和第一气体入口结构516)以及第二气体入口结构515，其可具有如上所述的容器31的对应结构的任意或所有特征。容器51由主体部52a和盖部52b形成。储存器53和加强结构54各自被主体部52a部分地包括以及被盖部52b部分地包括。盖部52b包括至少一部分构建材料出口结构513、至少一部分构建材料入口结构514、至少一部分第一气体入口结构516以及至少一部分第二气体入口结构515。盖部52b进一步包括用于检测包含在容器51中的构建材料的量的容量传感器519。
盖部52b可连接到主体部52a以形成气密密封。盖部52b和主体52a可包括锁定特征，以便在使用容器51期间将盖部紧固地保持在主体部上。盖部52b可连接到与容器51具有相同或相似设计的另一容器的主体部。因而，盖部52b可与多个主体部52a使用。在盖部中提供大多数或所有入口/出口结构特征以及任意传感器使主体部具有简单设计，其可制造起来坚固和成本划算，并且可制成可丢弃和/或可循环。而且，用户可库存主体部分，例如填充有新的构建材料的主体部，而仅具有一个盖部。
图5A显示处于非使用构造的容器51，在非使用构造，盖部52b未附接到主体部52a。容器51填充有构建材料511。在非使用构造，主体部52a的顶端壁包括形成一部分构建材料出口结构513的第一开口513’以及第二开口518。而且，主体部52a的侧壁包括形成一部分第二气体入口结构515的第三开口515’。在一些示例中，开口518、513’和515’在容器51处于未使用构造时可被关闭，例如通过一个或多个盖或其他闭合设备。容器51可被构造成处于非使用构造，例如以便在使用容器51将构建材料供应到用于增材制造工艺的3D打印系统之前存储和/或运输新的构建材料。
图5B显示处于使用构造的容器51，在使用构造，盖部52b附接到主体部52a。开口513’、518和515’被盖部覆盖。开口513’的位置对应于包括在盖部中的构建材料出口结构513的那部分的位置。类似地，开口515’的位置对应于包括在盖部中的第二气体入口结构515的那部分的位置。开口518足够大，以便涵盖与包括在盖部中的构建材料入口结构514和第一气体入口结构516的那些部分的位置对应的位置(尽管在其他示例中，关于每个不同的入口/出口结构可提供单独的开口)。在盖部52b与主体部52a之间形成气密密封。容器51可被构造成处于使用构造，例如以便将构建材料供应到用于增材制造工艺的3D打印系统和/或以便从3D打印系统接收用过的构建材料。
图6显示在使用时用于经由构建材料去除装置659将构建材料供应到3D打印系统691的示例容器61。构建材料去除装置659利用任意合适的连接技术连接到容器61的构建材料出口结构613(例如，经由提供在构建材料出口结构613上和构建材料去除装置659的连接构件上的对应的磁连接器)。容器61和包括在其中的结构可具有如上所述的关于容器31和51的任意特征。3D打印系统可为用于利用构建材料生成3D物体的增材制造系统。3D打印系统可包括3D打印部和单独的构建材料管理部。可替代地，3D打印系统可包括合并在单个设备内的3D打印功能和构建材料管理功能。构建材料去除装置659可包括抽吸系统，其经由抽吸从容器取出构建材料。在图6中，容器61的构建材料入口结构614未连接到3D打印系统691，例如这是因为容器61正用于将新的构建材料供应到3D打印系统691。
图7显示在使用时用于经由3D打印系统691的构建材料再循环系统760从3D打印系统691接收用过的构建材料的示例容器61。构建材料再循环系统760利用任意合适的连接技术连接到容器61的构建材料入口结构614(例如，经由提供在构建材料入口结构613上和构建材料再循环系统760的连接构件上的磁连接器)。用过的构建材料例如在重力作用下可从构建材料再循环系统760流入容器61。容器61的构建材料出口结构613如上所述连接到3D打印系统691的构建材料去除装置659，以使容器将从构建材料再循环系统760接收到的用过的构建材料供应返回至3D打印系统。
图8和图9为实施用于将构建材料从示例容器61供应到3D打印系统691以及将用过的构建材料从3D打印系统691接收到容器61中的方法示例的流程图。参照图1至图7的图示提供上下文的示例。然而，实施方式不限于这些示例。
图8例示例如将构建材料从容器供应到3D打印系统以及将用过的构建材料接收到容器中的示例方法800。在方块801，提供填充有新的构建材料的容器(例如，容器61)。提供容器可包括制造、运输、存储、组装和/或填充容器的任意和所有。在一些示例中，提供容器包括将容器从非使用构造(例如，如上所述关于图5A的非使用构造)重新配置成使用构造(例如，如上所述关于图5B的使用构造)。提供容器可包括打开容器的一个或多个入口和/或出口。提供容器可包括闭合容器的一个或多个入口和/或出口。例如，为了从容器供应新的构建材料，构建材料出口可打开，构建材料入口可闭合。为了从容器供应新的构建材料，第一气体入口可打开，第二气体入口可打开。提供容器可包括靠近或邻近3D打印设备布置容器，如图8所示。提供容器可包括将容器布置在构建材料去除装置的连接构件可到达的位置。提供容器可包括将容器布置在构建材料再循环系统的连接构件可到达的位置。
在方块802，3D打印装置(例如，3D打印系统1191)的构建材料去除装置连接到容器的构建材料出口结构。将去除装置连接到构建材料出口结构可包括将去除装置的连接器配合到构建材料出口结构的对应的连接器。构建材料去除装置的连接器例如可被提供在连接构件的远端。在去除装置包括抽吸系统的示例中，这种连接构件可包括真空软管。将去除装置连接到构建材料出口结构可包括在去除装置与构建材料出口结构之间形成空气密封。在一些示例中，例如，在3D打印装置不包括构建材料去除装置的示例中，可省去该方块。
在方块803，新的构建材料从容器转移到3D打印装置。转移构建材料可例如包括启动3D打印装置的构建材料去除装置。转移构建材料可包括对容器的储存器的内部空间施加吸力(如图11中的方框箭头所示)。转移构建材料可包括对容器的储存器进行抽吸。在出口结构未连接到3D打印装置的去除装置的示例中，转移新的构建材料可包括手动倾斜容器，从而新的构建材料流出出口结构并流入3D打印装置的入口结构。材料可从容器连续地转移到3D打印装置，直到容器为空。例如，如果给定的3D打印作业使用的构建材料少于包含在容器中的构建材料，则材料可间断地转移。
图9例示例如将构建材料从容器(例如容器61)转移到3D打印系统(例如3D打印系统691)的示例方法900。示例方法900可作为示例方法800的方块803的一部分执行。示例方法900可由容器(例如具有容器31的特征的容器)实施，该容器包括用于保持构建材料的可塌缩储存器和用于抵抗储存器的至少一个加强部分的塌缩的加强结构。示例方法900可由具有抽吸系统形式的构建材料去除装置的3D打印系统实施。
在方块901，例如，对容器的储存器的内部空间施加吸力。该吸力可经由延伸到储存器的内部空间中的抽吸管施加。该吸力由此可施加在储存器的底端处或其附近的位置。该吸力可具有预定大小。预定大小可基于诸如构建材料的材料性能、储存器的材料性能、储存器的尺寸、储存器的形状、包含在储存器中的构建材料的量等因素进行确定。该吸力可利用任意合适的技术由抽吸系统生成。
在方块902，从容器去除第一构建材料。从容器去除第一构建材料可包括从储存器去除第一构建材料。从容器去除第一构建材料可包括例如因吸力作用通过抽吸管运输第一构建材料。从容器去除第一构建材料可包括形成通过储存器的气流(例如，通过允许气体进入通过容器的气体入口结构)并在气流中夹带构建材料。从容器去除第一构建材料可包括对第一构建材料进行抽吸。第一构建材料可包括包含在储存器中的构建材料的总量的一部分。第一构建材料可包括包含在储存器中的构建材料的总量的50％或更少。第一构建材料可不包括粘附到储存器的壁的构建材料。第一构建材料可不包括包含在构建材料结构中的构建材料。容器的第二气体入口结构(例如，其用于选择性地允许气体进入储存器与加强结构之间的空间)可关闭，从而在执行方块902期间防止气体进入储存器与加强结构之间的空间。
在方块903，储存器塌缩。使储存器塌缩可包括使储存器的一个或多个未加强部分塌缩。使储存器塌缩可包括储存器采用部分塌缩形式。部分塌缩形式可具有如上所述的关于容器31的任意特征。使储存器塌缩可包括打开第二气体入口结构，以允许气体进入储存器与加强结构之间的空间。在一些示例中，使储存器塌缩包括例如在储存器的内部与储存器的外部之间形成压差，从而储存器内的压力低于储存器外的压力。使储存器塌缩可响应于储存器的内部与储存器的外部之间的压差达到阈值而发生。使储存器塌缩可导致移去粘附在储存器的壁的构建材料。使储存器塌缩可导致使构建材料的一个或多个结构破裂。
在方块904，从容器去除第二构建材料。从容器去除第二构建材料可通过与从容器去除第一构建材料相同的方式执行。第二构建材料可包括包含在储存器中的构建材料的总量的一部分。第二构建材料可包括去除第一构建材料之后储存器中剩余的所有构建材料或基本上所有构建材料。第二构建材料可包括去除第一构建材料之后储存器中剩余的一部分构建材料。第二构建材料可包括从储存器的壁移去的构建材料。第二构建材料可包括先前(即，储存器塌缩之前)包括在构建材料结构中的构建材料。
返回图8，如果在方块803期间已从容器去除所有新的构建材料，则过程移动至方块804。在方块804，3D打印装置的构建材料再循环系统(例如3D打印系统691的再循环系统760)连接到容器的构建材料入口结构。将构建材料入口结构连接到再循环系统可响应于检测(例如，由操作人和/或由3D打印装置和/或容器的自动化系统，例如如上所述的容器51的容量传感器519)到容器为空或基本上为空而执行。将再循环系统连接到构建材料入口结构可包括将再循环系统的连接器配合到构建材料入口结构的对应的连接器。构建材料再循环系统的连接器例如可被提供在连接构件的远端。将再循环系统连接到构建材料入口结构可包括在再循环系统与构建材料入口结构之间形成空气密封。
在方块805，用过的构建材料从3D打印装置转移到容器。将用过的构建材料转移到容器例如可包括启动3D打印装置的构建材料再循环系统。将用过的构建材料转移到容器可包括在重力作用下运输用过的构建材料。在3D打印操作期间，用过的构建材料可从容器连续地转移到3D打印装置。可替代地，例如，如果适于再使用的用过的构建材料仅在3D打印操作的某些阶段期间生成，则材料可间断地转移。在一些示例中，由给定的3D打印作业生成的适于再使用的所有用过的构建材料在完成该3D打印作业之后被转移到容器。
将用过的构建材料转移到容器可包括监测容器中的构建材料的量(例如，由操作人和/或由3D打印装置和/或容器的自动化系统，例如如上所述的容器51的容量传感器519)。将用过的构建材料转移到容器可响应于检测到容器为满或者基本上为满而停止。将用过的构建材料转移到容器可响应于检测到容器中的构建材料的量已达到阈值而停止。第一气体入口结构和/或第二气体入口结构在执行方块805期间可闭合。构建材料出口结构在执行方块805期间可闭合。
在方块806，用过的构建材料(例如，在方块805期间转移到容器的用过的构建材料)从容器转移到例如用于增材制造工艺的3D打印装置。可以与方块803相同的方式执行方块806。在一些示例中，方块806可不与方块805同时执行。执行方块806可包括打开或重新打开第一气体入口结构、第二气体入口结构和构建材料出口结构中的一个或多个。
尽管图12和图13的流程图显示了具体执行顺序，但执行顺序可不同于所示。例如，两个或多个方块的执行顺序可相对于所示顺序打乱。而且，依次显示的两个或多个方块可同时或者部分同时执行。所有这些变化是可预期的。
在先前描述中，陈述了众多细节以提供对在此公开的示例的理解。然而，将理解，各示例可在没有这些细节的情况下实施。尽管已公开了有限数量的示例，但由此的众多修改和变型是可预期的。意在所附权利要求书覆盖这些修改和变型。相对于具体元件引述“一”的权利要求考虑包括至少一个这种元件，既不需要也不排除两个或多个这种元件。进一步，术语“包括”和“包含”用于开放式过渡。

Claims (17)

1.一种3D打印构建材料容器，包括：
包围气密空间的加强结构；
用于保持构建材料的能塌缩的储存器，该储存器设置在所述加强结构内；
用于允许构建材料离开所述储存器的构建材料出口结构；
至少一个第一入口结构，用于允许再循环的构建材料进入所述储存器并选择性地允许气体进入所述储存器；以及
第二入口结构，用于选择性地允许气体进入所述储存器与所述加强结构之间的空间。
2.如权利要求1所述的容器，其中，所述构建材料出口结构包括第一连接器，用于连接到3D打印系统的构建材料去除系统的对应的第二连接器。
3.如权利要求1所述的容器，其中，所述构建材料入口结构包括第一连接器，用于连接到3D打印系统的对应的第二连接器以形成连接部，再循环的构建材料能够从所述3D打印系统接收通过该连接部。
4.如权利要求1所述的容器，其中，所述储存器的至少一个部分被加强，以限制或防止所述储存器的至少一个部分的塌缩。
5.如权利要求4所述的容器，其中，被加强的所述至少一个部分被附接到所述加强结构，以防止或限制被加强的所述至少一个部分相对于所述加强结构的移动。
6.如权利要求4所述的容器，其中，被加强的部分被选择为使得，当所述储存器内的压力足以低于所述储存器外的压力以使所述储存器塌缩时，所述储存器采用部分塌缩形式。
7.如权利要求6所述的容器，其中，当所述容器处于预期使用方位时，预先确定的部分塌缩形式的最低点对应于在使用所述容器期间从所述储存器去除构建材料以将构建材料供应到3D打印系统的位置。
8.如权利要求6所述的容器，其中，当所述容器处于预期使用方位时，至少处于填充和未塌缩状态时的所述储存器包括非会聚的上区段和会聚的下区段，并且其中，被加强的所述至少一个部分被包括在所述上区段中。
9.如权利要求1所述的容器，其中，所述加强结构包括能移除的盖，其中，所述储存器的内部空间由一部分能塌缩的材料和所述加强结构的所述盖限定。
10.如权利要求9所述的容器，其中，所述构建材料出口结构、所述构建材料入口结构和所述第一气体入口结构被包括在所述盖中。
11.如权利要求9所述的容器，其中，所述第二气体入口结构被包括在所述盖中。
12.如权利要求1所述的容器，其中，所述储存器包括弹性材料。
13.如权利要求1所述的容器，包括所述储存器中包含的新的构建材料。
14.如权利要求1所述的容器，其中，所述至少一个第一入口结构包括用于允许再循环的构建材料进入所述储存器的构建材料入口结构以及用于选择性地允许气体进入所述储存器的第一气体入口结构。
15.一种用于存储和供应再循环的构建材料的3D打印构建材料容器，所述容器包括：
用于保持构建材料的储存器；
构建材料出口结构，能连接到3D打印系统用于允许构建材料离开所述储存器；
构建材料入口结构，能连接到3D打印系统用于允许再循环的构建材料进入所述储存器；以及
所述储存器中包含的新的构建材料。
16.如权利要求15所述的容器，其中，所述构建材料出口结构包括第一连接器，用于连接到3D打印系统的构建材料去除系统的对应的第二连接器。
17.如权利要求15所述的容器，其中，所述构建材料入口结构包括第一连接器，用于连接到3D打印系统的对应的第二连接器以形成连接部，再循环的构建材料能够从所述3D打印系统接收通过该连接部。
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