CN109070475B - 增材制造材料管理站 - Google Patents

Abstract

一种增材制造材料管理站，包括：构建材料供应管道(382、582)，具有构建材料供应连接器(385、585)，用于在管理站主体与构建材料供应容器之间可释放地连接，以将携带构建材料供给的流体流从所述供应容器内联接至所述管理站主体；以及站数据处理器，其中所述供应连接器包括：连接器主体；抽吸喷嘴(597)，从所述连接器主体突出以在使用中与构建材料供应容器的出口形成配合；和数据通信器，用于在所述站数据处理器与所述供应容器(314)的数据存储器芯片(394)之间提供数据通信。

Description

增材制造材料管理站

背景技术

增材制造(3D打印)通常使用例如粉末的新构建材料供给，其可以在容器中进行供应。

附图说明

图1A示意性地例示三维(3D)打印系统的示例；

图1B示意性地例示图1A的示例的材料管理站；

图1C示意性地例示图1B的示例的材料管理站的工作区域；

图2A示意性地例示材料管理站的一个示例的内部回路图；

图2B是示意性地例示用于图2A的材料管理站内部回路的阀门设置信息的表格；

图2C示意性地例示图2A的材料管理站内部回路的罐中所使用的构建材料捕集器几何形状；

图3A示意性地例示图1B的示例的机械联接到新构建材料供应罐的材料管理站；

图3B示意性地例示材料管理站中的与对应于图3A的示例的新构建材料供应罐进行电子通信的数据处理系统；

图4显示概括根据一个示例的管理增材制造材料的方法的流程图；以及

图5示意性地例示根据一个示例的罐连接器和新构建材料供应罐端口。

具体实施方式

如图1A中所示，根据一个示例的三维(3D)打印系统100(或增材制造系统)包括：推车102、3D打印机104、以及材料管理站106。材料管理站106管理构建材料。

推车102被布置为插入打印机104中的对接位置，以允许打印机104在推车内生成3D物体。推车还被布置为(在不同时刻)还插入材料管理站106中的对接位置107。可以在3D打印过程之前将推车102对接在材料管理站106中，以在准备后续3D打印过程时为推车装载构建材料。

被装载至推车中的构建材料可以包括来自一个或多个之前打印过程的再循环的构建材料或回收的构建材料、新构建材料、或者新构建材料与再循环的构建材料的一部分。一些构建材料可能是不可再循环的，并且因此在该情形中，将没有回收的构建材料被用于装载推车。构建材料可以是或包括例如粉末金属材料、粉末复合材料、粉末陶瓷材料、粉末玻璃材料、粉末树脂材料、粉末聚合物材料等。在其中构建材料是粉末基构建材料的一些示例中，术语“粉末基材料”意在包括干式和湿式粉末基材料两者、颗粒材料以及粒状材料。应该理解，本文所述的示例不限于粉末基材料，并且如果恰当地具有合适的改性，则可以使用其它合适的构建材料。在其它示例中，构建材料可以例如为小球的形式，或者构建材料的任何其它合适的形式。

返回图1A，推车102也可以对接在材料管理站106中的对接位置107中(图1A中示出未与推车102对接)，以在推车102已经用于3D打印制造过程中之后，清洁推车102的至少一些部件。清洁过程可以包括回收并在材料管理站106中存储来自之前打印作业的未熔合构建材料，以用于后续的重新使用。在3D打印过程期间，可以熔合所供应的构建材料的一部分以形成3D物体，而同时，取决于所使用的构建材料的类型，所供应的构建材料的剩余部分可以保持未熔合并且有可能可再循环。可以由材料管理站106在存储以用于循环之前，执行未熔合构建材料的一些处理，以例如减少任何凝聚。

应该理解，材料管理站106也可以包括接入面板(未示出)，以当推车102完全与材料管理站106对接时以及当推车102从材料管理站106完全移除时，覆盖对接位置107。

一个材料管理站106可以用于服务一个或多个不同的3D打印机。给定的3D打印机可以可交换地使用一个或多个推车102，例如，针对不同的构建材料利用不同的推车。材料管理站106可以在3D打印制造过程之后清理给定构建材料的推车102，允许推车102被采用不同的构建材料填充以用于后续3D打印制造过程。推车102的清理也可以包括材料管理站106的清理，或者可替代地，其可以包括在材料管理站106中不同构建材料的分离，以限制一种构建材料类型对另一种构建材料类型的污染。

在该示例中，推车102具有构建平台122，正在制造的物体在其上构建。在该示例中，推车102还包括位于构建平台122下方的构建材料储藏室124。构建平台122可被布置为具有致动机构(未示出)，当构建平台122对接在打印机104中时并且在3D打印制造过程期间，允许其随着3D物体的打印推进并且随着推车102内的构建材料储藏室124变得耗尽而朝向推车102的基底诸如以步进方式逐渐向下移动。这在构建平台122的基底水平面与打印托架(未示出)之间提供了逐渐增大的距离，以容纳正在被制造的3D物体。在该示例中，随着在3D打印过程中正在被打印的物体逐层构建起来，该正在被打印的物体的尺寸可以逐渐增大。

该示例的3D打印机104可以通过使用构建材料沉积器托架(未示出)来将构建材料的层形成至构建平台122上而生成3D物体。由打印机104熔合每个沉积层的某些区域，以根据物体指定数据逐渐地形成物体。物体指定数据基于物体的3D形状，并且也可以提供物体属性数据，诸如与整个3D物体或3D物体的部分相对应的长度或粗糙度。在示例中，期望的3D物体属性也可以经由用户界面、经由软件驱动器或经由存储在存储器中的预定的物体属性数据而供应至3D打印机104。

在构建材料的层已经由打印机104沉积在构建平台122上之后，3D打印机104的托架(未示出)上的热(或压电)打印头的页宽阵列可以横跨构建平台122，以基于构建材料的颗粒要在何处熔合在一起而以某种图案选择性地沉积熔剂。一旦已经施加了熔剂，则可以使用3D打印机104的一个或多个加热元件(未示出)将构建材料的层暴露至熔合能量。构建材料沉积、熔剂和熔合能量施加过程可以在连续层中重复直至已经生成了完整的3D物体。材料管理站106可以与任何增材制造技术一起使用，并且不限于如上述示例中的使用托架上的打印头以沉积熔剂的打印机。例如，材料管理站106可以与选择性激光烧结增材制造技术一起使用。

图1B示意性地例示图1A的示例的材料管理站106，以及对接在其中的图1A的推车102。

如图1B的示例中所示，材料管理站106具有用于接收两个新构建材料供应罐(或盒)114a、114b的两个接口，两个新构建材料供应罐114a、114b可以可释放地可插入在材料管理站106中。在该示例中，每个新构建材料供应罐114a、114b具有在大约三十升和五十升之间的容量。在一个示例中，构建材料可以是粉末半晶体热塑性材料。提供两个新构建材料供应罐114a、114b允许执行“热交换”，以使得如果当由材料管理站106在准备增材制造过程中采用构建材料填充推车102时，当前在使用的容器的构建材料变空或接近为空，则新构建材料供应源可以动态地改变到两个罐中的另一个。材料管理系统106可以具有一个或多个重量测量设备，以估计在给定时刻在一个或多个新构建材料供应罐114a、114b中存在多少新构建材料。例如，当在打印机104中安装推车102以用于3D打印制造运行之前，为推车102装载构建材料时，可以消耗来自罐114a、114b的新构建材料。

在该示例中，使用真空系统(以下参照图2A描述)在材料管理站106内来回移动构建材料，真空系统促进系统内的清洁并且允许在连续3D打印作业之间再循环至少一部分构建材料，其中选择使用的构建材料的类型是可再循环的。在该说明书中对真空系统的引用包括部分真空的真空，或者例如相对于大气压力减小的压力。真空可以对应于“负压”，其可以用于表示在由大气压力围绕的回路中低于大气压力的压力。

在可以重新使用推车102之前，3D物体的打印的总推车使用时间可以取决于当推车102在打印机104中时打印机104的打印时间以及推车102的构建空间(build volume)的内含物的冷却时间。应该理解，在打印操作之后，可以从打印机104移除推车102，允许在总推车使用时间已经过去之前将打印机104重新用于使用不同推车内构建材料的其它打印操作。可以在打印时间结束时将推车102移动至材料管理站106。在一些示例中，可以使用真空系统，从而与不使用真空系统将发生的其它情况相比，在3D打印制造过程之后促进构建空间内含物的更快冷却。真空系统的可替代示例，诸如压缩空气系统，可能产生过量灰尘，有可能使得清洁过程更困难。

在该示例中，材料管理站106具有内部定位的回收构建材料罐108(参见图1B)，如果合适的话，在回收构建材料罐108中，由真空系统从推车102回收的构建材料被存储以用于后续重新使用。一些构建材料可以是可再循环的，而其它的可以是不可再循环的。在初始3D打印制造循环中，可以使用100％新的构建材料。然而，在第二以及后续打印循环中，取决于构建材料特性和用户选择，用于打印作业的构建材料可以包括一定比例的新构建材料(例如20％)以及一部分再循环的构建材料(例如80％)。一些用户可以选择在第二和后续打印循环中主要地或排它性地使用新构建材料，例如，考虑维护打印物体的品质。内部回收构建材料罐108可以在制造后清洁过程期间变满，尽管其可以在已经执行了两个或更多制造后清洁过程之后而不是之前变满。因此，可以提供采取外部溢流罐110形式的溢流罐作为材料管理站106的一部分，以一旦内部回收构建材料罐108的容量已满或接近满，就为回收的构建材料提供额外容量以供使用。可替代地，外部溢流罐110可以是可移除的罐。在该示例中，提供一个或多个端口作为材料管理站106的一部分，以允许构建材料输出至外部溢流罐110和/或从外部溢流罐110接收构建材料。可以提供滤筛116或可替代的构建材料精炼设备以与内部回收构建材料罐108一起使用，以使得从3D打印制造过程回收的用于再循环的未熔合构建材料更呈粒状，也就是说，减少凝聚(结块)。

在该示例中，材料管理站106具有混合罐(或掺杂罐)112，包括混合叶片(未示出)，以用于将来自内部回收构建材料罐108的再循环的构建材料与来自新构建材料供应罐114a、114b中的一个的新构建材料混合，以在推车102在打印制造过程之前装载时供应至推车102。在该示例中，混合罐(或掺杂罐)112提供在材料管理站106的顶部上，当推车112对接在构建平台122中时，在构建平台122的位置之上。混合罐112连接至混合器构建材料捕集器113(以下参照图2A描述)，以用于将构建材料输入至混合罐112中。

新构建材料供应罐114a、114b，外部溢流罐110以及材料管理站106的主体可以构造为以模块化方式装配在一起，允许若干可替代的几何形状配置用于完全组装的材料管理站106。以该方式，材料管理站106可适用于装配至制造环境中不同的外壳空间中。

新构建材料供应罐114a、114b可以经由各自的供应罐连接器134a、134b可释放地连接至材料管理站106的主体。这些供应罐连接器134a、134b可以包括安全系统，以减少在3D打印系统中使用不合适的构建材料的可能性。在一个示例中，合适的新构建材料供应罐114a、114b提供有安全存储器芯片，其可以由材料管理站106的主体上的芯片读取器(未示出)或其它处理电路读取，以验证已经安装的任何替换供应罐(盒)114a、114b的真实性。在该示例中，芯片读取器可以提供在供应罐连接器134a、134b上并且一旦新构建材料供应罐114a、114b附接至各自的连接器134a、134b，就可以形成电连接。材料管理站106中的处理电路也可以用于，将确定将在各自的新构建材料供应罐114a、114b中的构建材料的测得重量写至罐的安全存储器芯片上，以存储和/或更新该数值。因此，可以记录在推车装载过程结束时剩余在新构建材料供应罐114a、114b中的已授权构建材料的量。这允许限制从新构建材料供应罐114a、114b收回的颗粒构建材料的量超过由制造者填充的颗粒构建材料的量。例如，在之前已经从新构建材料供应罐114a、114b完全收回了罐制造者的已授权新构建材料的情形中，如果新构建材料供应罐采用可替代的新构建材料重新填充，这限制可能损伤打印机或打印品质的构建材料的进一步的收回。

新构建材料供应罐114a、114b的安全存储器芯片可以存储容纳在新构建材料供应罐内的构建材料的材料类型。在一个示例中，材料类型是例如陶瓷、玻璃、树脂等的材料。以该方式，材料管理站106可以确定将要由材料管理站106使用的材料类型。

图1C示意性地例示图1B的示例的材料管理站106的工作区域，显示推车102的构建平台122和构建材料装载软管142，构建材料装载软管142提供了在图1B的混合罐112与推车102的构建材料储藏室124之间的路径。装载软管142用于在在打印机104中使用推车102之前，为推车102装载构建材料。图1C还示出了用于取出已制造的3D物体，清洁推车102的构建平台122以及材料管理站106内的周围工作区域的再循环软管144。在一个示例中，再循环软管144通过经由泵204(参见图2A)所提供的抽吸而操作，并且提供至回收构建材料罐108(参见图1B)的封闭路径，以用于接收并保持构建材料，从而用于在后续3D打印过程中重新使用。在一个示例中，再循环软管144可以由用户手动地操作以从材料管理站106的工作区域回收可再循环的构建材料和/或清洁材料管理站106的工作区域。

图2A示意性地例示采取材料管理站106形式的构建材料管理系统的一个示例的内部回路图200。材料管理站106可以与图1A的推车102结合使用。

如之前所述，可以经由推车102将已打印部件与未熔合构建材料一起从3D打印机104输送至材料管理站106。随后，材料管理站106可以用来处理来自推车102的构建材料和已打印部件。

在另一示例中，可以经由另一合适的容器，例如替代推车102的箱子或盒(未示出)将已打印部件与未熔合构建材料一起从3D打印机104输送至材料管理站106。随后，材料管理站106可以用来处理来自容器的粉末基材料和已打印部件。

材料管理站回路200包括管道(或引导通道)网络，以及用于提供横跨管道网络的压力差的泵204，以在不同部件之间输送未熔合构建材料，如以下参照图2A所述。在该示例中，泵204是抽吸泵，其操作以用于生成横跨抽吸泵的压力差，以产生从基本上大气压下的空气入口穿过管道网络朝向抽吸泵的上游侧(在低于大气压的压力下或在“负压”下)的空气流。在一个示例中，泵204可以提供作为材料管理站106的整体部件，但是在另一示例中，材料管理站106提供负压/减压接口，经由此接口，抽吸泵可以可拆卸地联接或者以固定配置联接。尽管以下的说明书涉及管道网络的第一管道、第二管道、第三管道等，但除了区分一个管道与另一个管道外，不存在管道的数目上的暗示排序。

收集软管206经由在工作区域203中采取工作区域入口端口273形式的工作区域端口以及管道网络的第一管道(软管至回收构建材料罐管道)272而连接至回收构建材料罐(RBMT)208。回收构建材料罐208包括包含回收构建材料罐(RBMT)构建材料捕集器218b的回收构建材料罐(RBMT)入口区域，以及回收构建材料罐(RBMT)材料出口。RBMT入口区域是接收构建材料的流体化流以存储在回收构建材料罐208中的地方。第一管道272在工作区域入口端口273和RBMT入口区域之间提供路径。工作区域入口端口273用于从收集软管206接收构建材料，并提供在第一管道272的连接至收集软管206的端部处。在其它示例中，RBMT入口区域可以直接地与工作区域203或收集软管206连通而它们之间没有第一管道272。

在该示例中，回收构建材料罐208内部提供至材料管理站106。软管至RBMT阀门242沿着第一管道272定位，以用于打开和关闭穿过第一管道272的路径。收集软管206从工作区域入口端口273延伸至工作区域203中。工作区域203包括推车102(或另一容器)的至少一部分，并且可以维持在基本上大气压力下。来自推车102的构建材料可以由收集软管206收集，并且通过第一管道272输送至回收构建材料罐208。回收构建材料罐208可以用于存储来自推车102的、适用于在其它3D打印(增材制造)过程中再次使用的任何未熔合构建材料。以该方式，回收构建材料罐208可以用作缓冲存储罐，以在供应未熔合构建材料以用于其它3D打印(增材制造)过程之前临时存储未熔合构建材料。

管道网络的第二管道274(软管至溢流管道)将收集软管206连接至溢流罐210。溢流罐210包括溢流入口区域，并且第二管道274提供了在收集软管206与溢流入口区域之间的路径，在该示例中，溢流入口区域包括溢流构建材料捕集器218a(过滤器)。采取溢流罐出口端口275形式的溢流罐端口也可以提供在第二管道274的端部处。溢流罐210可以由可开启盖板(未示出)选择性地密封。在密封配置中，溢流罐210与管道网络的一个或多个溢流入口端口以及溢流出口端口流体连通。此外，在密封配置中，溢流罐210并未直接地通向大气。来自工作区域203的构建材料可以通过第二管道274和溢流罐出口端口275输送至溢流罐210中。软管至溢流阀门244沿着第二管道274定位，以用于打开和关闭穿过第二管道274的路径。来自推车102(或另一容器)的未熔合构建材料可以由收集软管206收集，并且通过第一管道272输送至溢流罐210。溢流罐210是外部罐，其是可移除的，并且当回收构建材料罐208充满时，可以用于存储过量的可回收的(可再循环的)构建材料。可替代地，溢流罐210可以用作废料存储罐，以存储来自推车102的不适用于再循环的未熔合构建材料。在另一可替代方案中，溢流罐210可以用作清理构建材料存储罐，以当材料管理站106清理未熔合构建材料时存储来自推车102以及来自材料管理站106中的其它处的未熔合构建材料。

泵204经由管道网络的第三管道(泵至RBMT管道)276连接至回收构建材料罐208。第三管道276提供在泵204与RBMT入口区域之间的路径。RBMT至泵阀门246沿着第三管道276定位，以用于打开和关闭穿过第三管道276的路径。

泵204也经由管道网络的第四管道(泵至溢流管道)278连接至溢流罐210。第四管道278提供泵204与溢流入口区域之间的路径。采取溢流罐真空端口279形式的溢流罐端口也可以提供在第四管道278的端部处。流体(例如空气)可以通过溢流罐真空端口279从溢流入口区域朝向泵204传送。溢流至泵阀门248沿着第四管道278定位，以用于打开和关闭穿过第四管道278的路径。

可以使用收集软管206来收集推车102中的未熔合构建材料并且将其输送至回收构建材料罐208或者至溢流罐210，或者两者。可以通过沿着图2A的回路的管道打开合适的阀门而选择将要在给定时刻使用的罐。

本文参照图2A所述的阀门可以由控制器295控制，其可以例如是形成了构建材料管理站106的处理电路的一部分的可编程逻辑控制器。控制器295可以电子地打开一个或多个阀门，以基于正在执行的材料输送操作而打开各自管道中的一个或多个路径。控制器295也可以电子地关闭一个或多个阀门，以关闭各自管道中的一个或多个路径。阀门可以例如是蝶形阀，并且可以使用压缩空气致动。在另一示例中，可以由用户手动地打开和关闭一个或多个阀门。

控制器控制材料管理系统200的一般性操作。控制器可以是例如经由通信总线(未示出)联接至存储器(未示出)的基于微处理器的控制器。存储器存储机器可执行指令。控制器295可以执行指令并且因此根据那些指令控制构建材料管理系统200的操作。

图2B是示意性地例示针对若干不同构建材料源位置和构建材料目的地位置中的每一个的、与图2A中所标注的阀门相对应的合适阀门配置的表格。表格的合适列中的记号指示相应的阀门由控制器295控制而打开，以用于特定的构建材料输送操作。例如，当将构建材料从回收构建材料罐208输送至混合罐212时，阀门256、258和254由控制器295设置为打开，而将阀门250、244、276、248、242、262、260、252a和252b设置为关闭。在可替代示例中，一些阀门可以设置为同时打开。

在示例中，由构建材料管理站106的处理电路确定可再循环性指示符。可再循环性指示符可以指示推车102(或容器)中的构建材料是否包括可再循环或可回收的材料。当确定推车102中的未熔合构建材料不可循环时或当回收构建材料罐208充满时，可以将未熔合构建材料输送至溢流罐210。

为了将未熔合构建材料从推车102(或容器)输送至溢流罐210，可以例如由控制器295电子地打开在收集软管206与溢流罐210之间的第二管道274中的软管至溢流阀门244，以及在泵204与溢流罐210之间的第四管道278中的溢流至泵阀门248。当泵在使用中时，提供从泵至收集软管206的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在收集软管206处的压力。压力差使得构建材料能够从推车102(或容器)输送至溢流罐210。在收集软管206的端部附近的构建材料(和空气)(在近似大气压下)从收集软管206沿着第二管道274并穿过软管至溢流阀门244输送至溢流罐210。以密封配置提供溢流罐210。在溢流罐210处，构建材料与空气流分离并且从溢流入口区域落入到溢流罐210中。空气(和任何残留的构建材料)沿着第四管道278并且穿过溢流至泵阀门248而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。

为了帮助限制未熔合构建材料穿过溢流罐210的溢流入口区域朝向泵204而进入第四管道278中，溢流入口区域可以包括溢流构建材料捕集器218a(例如粉末捕集器)。溢流构建材料捕集器218a被布置为从第二管道274收集构建材料并且将构建材料(例如粉末)转移至溢流罐210中。因此，溢流构建材料捕集器218a帮助限制传送通过溢流罐210的溢流入口区域并且经由溢流罐真空端口279进入第四管道278的构建材料朝向泵204运动。

溢流构建材料捕集器218a可以包括过滤器(例如丝网)，其收集从溢流罐210输送的构建材料。因此，过滤器将构建材料与溢流入口区域中的空气流分离。过滤器中的孔洞足够小以限制至少95％的构建材料通过，但是允许空气相对自由地流过过滤器。过滤器中的孔洞可以足够小以限制至少99％的构建材料通过，而同时仍然允许空气相对自由地流过过滤器。由过滤器收集的构建材料可以从溢流入口区域落入到溢流罐210中。

可以以类似方式将推车102(或容器)中的可回收未熔合构建材料输送至回收构建材料罐208。为了将未熔合构建材料从推车102输送至回收构建材料罐208，可以如上所述由控制器295电子地打开在收集软管206与回收构建材料罐208之间的第一管道272中的软管至RBMT阀门242，以及在泵204与回收构建材料罐208之间的第三管道276中的RBMT至泵阀门246。当泵在使用中时，提供从泵至收集软管206的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在收集软管206处的压力。压力差使得构建材料能够从推车102(或容器)输送至回收构建材料罐208。在收集软管206端部附近的构建材料(和空气)(在近似大气压力下)从收集软管206沿着第一管道272并穿过软管至RBMT阀门242输送至回收构建材料罐208。在回收构建材料罐208处，构建材料与空气流分离并且从RBMT入口区域落入到回收构建材料罐208中。空气(和任何残留的构建材料)沿着第三管道276并且穿过RBMT至泵阀门246而朝向泵204继续行进，泵204处于相对于大气压力减小的压力下。

回收构建材料罐208、溢流罐210以及混合罐212中的每一个分别具有构建材料捕集器218b、218a、218c。这些构建材料捕集器218a、218b、218c执行如图2C中示意性地示出的构建材料和空气的输入流体化流的气旋过滤。构建材料捕集器218的入口296接收构建材料的流体化流并且由泵204的抽吸所生成的离心力将构建材料推至构建材料捕集器218的外侧壁297。在一个示例中，构建材料捕集器218的外侧壁297具有圆形截面，并且输入的构建材料经由气旋作用而迁移至构建材料捕集器218的外侧壁297，直至输入的空气到达下方出口，于是构建材料颗粒向下落入到构建材料捕集器218中的真空密封的接收器299中。因此，构建材料捕集器218将构建材料的流体化流分离成沉积在相关联的罐中的粉末成分，以及经由构建材料捕集器218中提供至泵204的接口的空气出口298而朝向泵204抽吸的空气成分。过滤器(未示出)可以提供在构建材料捕集器218的空气出口298中，以减小任何剩余构建材料以分离空气流到达泵204的可能性。构建材料捕集器218经由促进在所使用的构建材料捕集器内形成气旋的其几何形状而提供了高效的粉末分离。其提供了在空气流中构建材料的输送以及在罐中粉末的存储，而同时将空气流朝向泵204转移出罐。构建材料捕集器提供过滤器以捕获在空气流中从气旋摆脱的残留粉末，以限制其到达泵204。构建材料捕集器218是具有在相应的罐入口区域处分离空气与构建材料流的功能的构建材料过滤器的一个示例。在其它示例中，一旦到达使用除了气旋过滤器之外的过滤器的目的地罐，空气流就与流体化构建材料分离。例如，可以使用扩散过滤器。

返回图2A，回收构建材料罐208的RBMT入口区域也可以包括RBMT构建材料捕集器218b(例如粉末捕集器)或另一类型RBMT构建材料过滤器，以将构建材料和空气与构建材料的输入流体化流分离。RBMT构建材料捕集器218b以与溢流罐210中的溢流构建材料捕集器218a相同或类似的方式工作，以帮助收集构建材料并将构建材料转移至回收构建材料罐208中，以帮助限制构建材料穿过第三管道276而朝向泵204运动。

如上所述，当经由收集软管206从推车102收集材料时，用户可以围绕包括推车102的工作区域203移动收集软管206的端部，以从推车102收集尽可能多的构建材料。

还经由管道网络的第五管道(溢流至RBMT管道)280连接回收构建材料罐208。也可以在第五管道280的端部处提供采取溢流罐入口端口281形式的溢流罐端口。可以将来自溢流罐210的构建材料通过第五管道280和溢流罐入口端口281输送至回收构建材料罐208中。

回收材料罐208与溢流罐入口端口281之间的第五管道280包括在通向RBMT构建材料捕集器的路径中的溢流至RBMT阀门250。在需要采用回收构建材料重新填充回收构建材料罐208的情况中，可以打开在回收构建材料罐208与溢流罐210之间的第五管道280中的溢流至RBMT阀门250，以及在回收构建材料罐208与泵204之间的第三管道276中的RBMT至泵阀门246。如上所述，可以由控制器295电子地打开阀门中的每一个。当泵在使用中时，提供从泵至溢流罐210的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在溢流罐210处的压力。在该示例中，以未密封配置提供溢流罐210，溢流罐210包括通向大气的空气入口(未示出)，以在溢流罐210内维持近似大气压力。压力差使得构建材料能够从溢流罐210输送至回收构建材料罐208。空气通过空气入口流入溢流罐210中。溢流罐中的构建材料(和空气)从溢流罐210沿着第五管道280并穿过溢流至RBMT阀门250输送至回收构建材料罐208。在回收构建材料罐208处，构建材料与空气流分离并且从RBMT入口区域落入到回收构建材料罐208中。空气(和任何残留的构建材料)沿着第三管道276并穿过RBMT至泵阀门246而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。

材料管理站回路200也包括混合罐212。混合罐212可以用于将来自回收构建材料罐208的回收构建材料与来自新构建材料供应罐214a或214b的新构建材料混合，准备用于3D打印过程中。

尽管在该示例中示出两个新构建材料供应罐214a、214b，但在其它示例中，可以使用一个或多个新构建材料供应罐214a、214b。当合适时，可以使用更多新构建材料供应罐214a、214b。

每个新构建材料供应罐214a、214b经由管道网络的第六管道(新构建材料管道)282和新构建材料供应罐端口283a、283b连接至混合罐212。新构建材料供应罐端口283a、283b用于从各自的新构建材料供应罐214a、214b输出构建材料。每个新构建材料供应罐214a、214b具有在各自的新构建材料供应罐214a、214b与混合罐212之间的第六管道282中的相关联的材料供应罐盒至混合器阀门252a、252b。每个新构建材料供应罐214a、214b也包括空气入口阀门，由此来确保空气可以进入新构建材料供应罐214a、214b，以将新构建材料供应罐214a、214b内的空气压力维持在近似大气压力下。

混合罐212经由管道网络的第七管道(泵至混合器管道)284而连接至泵204。在混合罐212与泵204之间的第七管道284包括混合器至泵阀门254，其可以打开或关闭，以打开和关闭穿过第七管道284的通道。

为了将新构建材料从新构建材料供应罐214a或214b输送至混合罐212，打开材料供应罐盒至混合器阀门252a或252b以及在混合罐212与泵204之间的第七管道284中的混合器至泵阀门254。如上所述，可以由控制器295电子地打开阀门中的每一个。当泵204正在使用时，提供从泵204至新构建材料供应罐214a或214b的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在新构建材料供应罐214a或214b处的压力。压力差使得构建材料能够从新构建材料供应罐214a或214b输送至混合罐212。在新构建材料供应罐214a或214b中的构建材料(和空气)从新构建材料供应罐214a或214b沿着第六管道282并穿过盒至混合器阀门252a或252b输送至混合罐212。在混合罐212处，构建材料与空气流分离并且从混合器入口区域落入到混合罐212中。空气(和任何残留的构建材料)沿着第七管道284并穿过混合器至泵阀门254而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。

混合罐212的混合器入口区域也可以包括混合器构建材料捕集器218c(例如粉末捕集器)或任何类型的混合器构建材料过滤器，以分离空气流与构建材料流，其以与溢流构建材料捕集器218a和RBMT构建材料捕集器218b相同或类似的方式操作。混合器构建材料捕集器218c帮助收集构建材料并将构建材料转移至混合罐212中，并帮助限制构建材料穿过第七管道284而朝向泵204运动。

混合罐212也经由顺序地从回收构建材料罐208延伸至混合罐212的管道网络的第八管道(RBMT至混合器管道)286以及管道网络的第九管道288连接至回收构建材料罐208。第九管道288可以是RBMT至混合器管道286的一部分。

在一些示例中，滤筛216可以位于RBMT至混合器管道286中，或者在第八管道286与第九管道288之间、在回收构建材料罐208与混合罐212之间。滤筛216可以用于将材料的凝聚体和较大部分与从回收构建材料罐208输送的再循环的构建材料或回收的构建材料分离。通常，材料的凝聚体和较大部分不适用于在其它3D打印过程中再循环，因此滤筛可以用于从构建材料移除这些部分。滤筛216包括空气入口(未示出)，以确保空气可以进入滤筛216以将滤筛216内的空气压力维持在近似大气压力下。在一些示例中，RBMT至混合器管道286可以不连接至回收构建材料罐208的构建材料出口。在其它示例中，将回收构建材料罐208的出口连接至混合罐212的混合器构建材料捕集器218c中的构建材料入口的管道可以形成闭合回路。

RBMT至滤筛阀门256位于回收构建材料罐208与滤筛216之间的第八管道286中，并且滤筛至混合器阀门258位于滤筛216与混合罐212之间的第九管道288中。RBMT至滤筛阀门256和滤筛至混合器阀门258可以打开或关闭，以打开和关闭在回收构建材料罐208与混合罐212之间的穿过第八管道286和第九管道288的通道。可以由控制器295电子地打开或关闭阀门。

为了将构建材料从回收构建材料罐208输送至混合罐212，可以打开在回收构建材料罐208与混合罐212之间的第八管道286和第九管道288中的RBMT至滤筛阀门256和滤筛至混合器阀门258两者，以及将混合罐212连接至泵204的第七管道284中的混合器至泵阀门254。回收构建材料罐208中的构建材料可以例如通过重力穿过第八管道286向下落入到滤筛216中。当泵204正在使用时，提供从泵204至滤筛216的压力差。也就是说，在泵204处的压力低于在滤筛216处的压力。压力差使得构建材料能够通过重力从回收构建材料罐208输送至滤筛216，并通过抽吸输送至混合罐212。回收构建材料罐208中的构建材料通过RBMT材料出口、沿着第八管道286并穿过RBMT至滤筛阀门256输送至滤筛216。滤筛216中的构建材料(和空气)从滤筛216沿着第九管道288并穿过滤筛至混合器阀门258输送至混合罐212。在混合罐212处，构建材料与空气流分离并且从混合器入口区域落入到混合罐212中。空气(和任何残留的构建材料)沿着第七管道284并穿过混合器至泵阀门254而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的(负)压力下。

可以如上所述将当前选定比率的来自回收构建材料罐208的再循环的构建材料和来自新构建材料供应罐214a或214b的新构建材料输送至混合罐212。新构建材料与回收的构建材料的比率可以是任何选定比率。比率可以取决于构建材料的类型和/或增材制造过程的类型。在选择性激光烧结过程中，比率可以例如是50％新构建材料比50％回收的构建材料。在打印头盒3D打印过程的一个示例中，比率可以是80％回收的构建材料比20％新构建材料。对于一些构建材料，可以使用100％新构建材料，但是对于其它构建材料，可以使用多达100％的回收的构建材料。新构建材料和回收的构建材料可以例如使用旋转的混合叶片213而在混合罐212内混合在一起。

一旦充分混合了新构建材料和回收的构建材料，就可以将混合构建材料从混合罐212穿过混合器至推车阀门260、管道网络的第十管道(混合器至推车管道)290、采取工作区域出口端口291形式的工作区域端口输送至工作区域203并输送至推车102中。来自混合罐212的构建材料可以穿过工作区域出口端口291至工作区域203中。推车102(或容器)可以基本上位于混合罐212下方，使得重力可以辅助将混合构建材料穿过混合器至推车阀门260、第十管道290、工作区域出口端口291和工作区域203而从混合罐212输送至推车102。

一旦采用足够的用于给定3D打印运行的构建材料来填充推车102，推车102就可以返回至3D打印机104。可以由材料管理站106的控制器295基于当推车在推车填充工作流开始处对接在材料管理站106中时，材料管理站106检测到多少构建材料在推车中，而控制用于打印作业的、填充推车102的构建材料的合适的量。随后，控制器可以采用由用户针对用户所预期的特定打印作业所需的特定量(剂量)的构建材料来填充推车。通过使用填充水平传感器(未示出)(诸如混合罐212中的称重传感器)实现定量加料以输出指示混合罐中未熔合构建材料的量的填充水平数值。填充水平传感器可以是一个或多个称重传感器，或者任何其它类型的传感器，诸如基于激光的传感器、微波传感器、雷达、声纳、电容性传感器等。当填充水平传感器是称重传感器时，填充水平数值可以是指示存储容器中未熔合构建材料的质量的电信号。

可以在材料管理站106中实施若干不同的工作流。这些工作流由用户管理，但是可以由材料管理站106上的数据处理器提供一些程度的自动化。例如，用户可以从材料管理站106上的数字显示器选择工作流。针对具有一个材料管理站106和一个打印机104的用户，示例工作流循环可以是填充推车102、接着打印3D物体、然后从材料管理站106中的构建空间取出物体，接着是后续打印操作和构建空间的对应的取出等。然而，材料管理站106可以服务两个或更多个打印机，使得可以由材料管理站106执行连续取出和推车填充操作。用户也可以选择以随机顺序执行推车填充、打印和取出功能。

针对工作流操作中的每一个，材料管理站106的用户界面可以引导用户采取可以作为工作流操作的一部分执行的特定的手动操作。例如，为了执行取出操作，用户界面可以指示用户如前所述在收集区域203周围移动收集软管206。此外，材料管理站106可以自动地开始工作流操作的其它功能。例如，为了执行取出操作，材料管理站106可以自动地操作泵204，而同时用户在收集区域203周围移动收集软管206以从推车102回收构建材料。材料管理站106可以完全自动地执行的任何工作流操作可以通过用户界面发送信号至用户，而无需请求用户确认来继续。如果工作流操作可能存在潜在的安全风险，则另外的完全自动化的工作流操作可能需要用户确认以继续。

例如，为了为推车102装载构建材料，用户设置该工作流操作，随后材料管理站106自动地顺序发起所需的不同操作。控制材料管理站106以将构建材料从回收构建材料罐208发送至混合罐212。进一步控制材料管理站106以将新构建材料从新构建材料供应罐214a、214b中的至少一个发送至混合罐212。随后控制材料管理站106以掺合在混合罐212中的混合物。混合罐212中的混合构建材料可以随后排放至推车102。在示例中，该工作流操作作为批处理而完成，并且因此可以连续地重复该循环以完全地填充推车102。

在一些过程中，小部分(例如1％)的构建材料可以穿过构建材料捕集器218a、218b、218c(例如粉末捕集器)并且可以朝向泵204运动。

在一些示例中，附加的RBMT构建材料捕集器220(例如粉末捕集器)可以位于将第三管道276、第四管道278和第七管道284中的每一个连接至泵204的管道网络的第十一管道(泵供应管道)292中。附加的RBMT构建材料捕集器220连接至RBMT入口区域。附加的RBMT构建材料捕集器220收集可以已经通过溢流构建材料捕集器218a、RBMT构建材料捕集器218b或混合器构建材料捕集器218c中的任一个的构建材料，以帮助限制其到达泵204。附加的RBMT构建材料捕集器220中所收集的构建材料可以通过打开捕集器至RBMT阀门262而输送至回收构建材料罐208中。可以由控制器295电子地打开捕集器至RBMT阀门262。RBMT构建材料捕集器220可以以与溢流构建材料捕集器218a、RBMT构建材料捕集器218b和混合器构建材料捕集器218c中的每一个相同或类似的方式工作。构建材料可以通过重力从RBMT构建材料捕集器220输送至回收构建材料罐208。

泵过滤器222也可以位于管道网络的与泵204相邻的第十二管道294中。该泵过滤器222帮助收集可能已经通过溢流构建材料捕集器218a、RBMT构建材料捕集器218b或混合器构建材料捕集器218c以及附加RBMT构建材料捕集器220中的任一个的任何构建材料。这帮助限制构建材料到达泵204，由此减小了泵204的功能受损的可能性，如果大量构建材料到达泵，则这种情况就可能发生。

在任何时候，当材料管理站106要被用于处理例如不同材料的不同材料类型的构建材料时，材料管理站回路200可被控制为实施清理过程以清理从材料管理站回路200到溢流罐210的当前材料类型的基本全部构建材料。新构建材料供应罐214a、214b可与构建材料站回路200断开连接并被存储以限制当前材料类型的新构建材料的损耗。

在一个示例中，清理过程在推车102中的未熔合构建材料已经使用收集软管206收集并输送至回收构建材料罐208或溢流罐210或这两者时进行。替代地，如上文所述，清理过程可包括使用收集软管206将推车102中的任何未熔合构建材料输送至溢流罐210。

清理过程包括将回收构建材料罐208中的任何未熔合构建材料输送至溢流罐210。为了将未熔合构建材料从回收构建材料罐208输送至溢流罐210，回收构建材料罐208与混合罐212之间的第八管道286和第九管道288中的RBMT至滤筛阀门256和滤筛至混合器阀门258，以及收集软管206与溢流罐210之间的第十管道290中的混合器至推车阀门260和第二管道274中的软管至溢流阀门244、和泵204与溢流罐210之间的第四管道278中的溢流至泵阀门248可以打开。回收构建材料罐208中的任何构建材料通过重力经由第八管道286向下落入到滤筛216中。在已经完成推车102中的未熔合构建材料的任何清除之前或之后，收集软管206可以直接连接到第十管道290。当启动泵204时，压差从泵204至滤筛216经由溢流至泵阀门248、溢流罐210、软管至溢流阀门244、收集软管206、混合器至推车阀门260、混合罐212和滤筛至混合器阀门258提供。回收构建材料罐208中的构建材料通过重力经由第八管道286和RBMT至滤筛阀门256输送至滤筛216。也就是说，泵204处的压力低于滤筛216处的压力。压差使来自回收构建材料罐208的构建材料能被输送至滤筛216直到溢流罐210。在溢流罐处，构建材料与空气流分离并从溢流入口区域落入到溢流罐210中。空气(和任何残留的构建材料)沿着第四管道278并且穿过溢流至泵阀门248而朝向泵204继续行进，泵204处于减小的压力下。可以看出，滤筛216、混合罐212或第八管道286、第九管道288、第十管道290或第二管道274中的任意一个中的任何未熔合构建材料也可被输送至溢流罐210。以此方式，材料管理站回路200中的基本上全部未熔合构建材料可以被输送至溢流罐210。

替代地，如前所述，回收构建材料罐208中的未熔合构建材料可以被输送至推车102。也如前所述，随后，推车102中的未熔合构建材料可被输送至溢流罐210。因此，可在不将收集软管206直接连接至第十管道290的情况下提供将未熔合构建材料从回收构建材料罐输送至溢流罐210的替代方式。

清理过程还可包括一个或多个另外的清理过程元件，在此牺牲材料输送通过可能仍然含有至少一定量的当前材料类型的未熔合构建材料的材料管理站回路200的管道网络的任意部分。牺牲材料可以用于逐出剩余在材料管理站回路200中的当前构建材料的至少一部分。一个示例中的牺牲材料可以是随后将在材料管理站106中使用的不同构建材料类型的构建材料。牺牲材料可以替代地为不是构建材料的惰性材料(例如二氧化硅)。以此方式，在清理过程结束时剩余在材料管理站106中的任何少量的牺牲材料不太可能干扰材料管理站106的进一步操作。

在完成清理过程，并且材料管理站回路200中的基本上全部未熔合构建材料在溢流罐210中之后，溢流罐210然后可从材料管理站106移除，例如用于存储或处理，并且另一溢流罐(未示出)可被连接至材料管理站106。另一溢流罐可以是空的或另一溢流罐可以含有之前从该(或另一)材料管理站106清理的构建材料。

清理过程可以响应于用户输入或自动执行。当清理自动执行时，材料管理站回路200可被控制为在含有不同材料的推车102插入到材料管理站106中的对接位置107时实施清理过程。在该示例中，材料类型被在推车102(或其它容器)的存储器芯片上电子地记录。存储器芯片可由材料管理站106的处理电路读取以确定推车102(或其它容器)中的材料的材料类型。替代地或附加地，材料管理站回路200可被控制为在含有不同材料类型的一个或多个新构建材料供应罐214a、214b处连接至材料管理站回路200时实施清理过程。在该示例中，材料类型被电子地记录在新构建材料供应罐214a、214b的存储器芯片上。该存储器芯片可由材料管理站106的处理电路读取以确定新构建材料供应罐214a、214b中的材料的材料类型。在其它示例中，材料管理站回路200可被控制为在新构建材料供应罐214a、214b均从材料管理站回路200移除时实施清理过程。应当理解，材料管理站106可被控制为向用户提供清理过程可以基于之前论述的准则执行的指示。

图3A显示增材制造材料管理站306的示例。材料管理站306可包括上述与图2相关的特征中的任意一个，并且可以类似的方式操作以在不同的部件之间输送颗粒构建材料(例如粉末构建材料)。

在该示例中，材料管理站306包括收集罐312，用于接收材料管理站的主体内的新和/或可再循环构建材料。收集罐312包括用于从新构建材料供应罐314接收新构建材料315的入口340。收集罐312还可包括用于将构建材料从收集罐312转移至容器302中的出口341。容器302可以是关于图1A、1B和图2所述的推车。替代地，容器302可以是用于容纳构建材料的单独的箱或罐。出口管道342可以连接在出口341与容器302之间，以帮助将构建材料从收集罐312输送至容器302。

供应管道382可以连接在收集罐312的入口340与新构建材料供应罐314之间。供应管道382可提供有罐连接器385，用于可拆卸地连接至新构建材料供应罐314的新构建材料罐端口383。供应管道382可以可拆卸地连接至收集罐312的入口340。管道382的另一端(例如罐连接器385)可以与新构建材料供应罐314断开连接，使得新构建材料供应罐314可以被替换。例如，当其变空时，空的新构建材料供应罐314可以用满的新构建材料供应罐314替换。在另一示例中，新构建材料供应罐314可以用含有不同新构建材料315的不同新构建材料供应罐314替换。

新构建材料供应罐314被提供有数据存储器芯片394，并且在新构建材料供应罐被机械连接至供应管道382时，可以在材料管理站306与新构建材料供应罐314的数据存储器芯片之间建立读写电子通信(双向电子通信)。材料管理站306与新构建材料供应罐314上的数据存储器芯片394之间的电子通信以及记录到数据存储器芯片上的数据可被加密。新构建材料供应罐314的数据存储器芯片可以是安全存储器芯片。

在所例示的示例中，材料管理站306被提供有数据通信线387，其可以可释放地连接至新材料供应罐314，以在材料管理站的主体与新构建材料供应罐之间进行直接电子通信。在本示例中，数据通信线387在罐连接器385处终止，当罐连接器385被机械连接至新构建材料供应罐314的新构建材料罐端口383时，在材料管理站306与新构建材料供应罐314之间另外提供电子通信。替代地，材料管理站可以利用各自的电连接器提供有数据通信线，该各自的电连接器可以与供应管道和罐连接器分离地可释放地连接至新材料供应罐。

替代地，可以例如通过在材料管理站306与新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394之间提供双向射频(RF)连接来在材料管理站306与新构建材料供应罐314之间提供读写通信。RF连接的使用可以简化材料管理站306与新构建材料供应罐314之间的机械连接。

在所例示的示例中，罐连接器385具有芯片读取器389，用于通过将新构建材料供应罐端口383中的电极焊盘393与罐连接器385中的可弹性变形的电极395(例如弹性电极)接触而电连接至新材料供应罐314上的数据存储器芯片394。电极焊盘393被电连接至新材料供应罐314的数据存储器芯片394。数据通信线387使数据在芯片读取器389与材料管理站306的数据处理器392之间通信。

当供应管道382的罐连接器385被机械连接至新构建材料供应罐314时，材料管理站306可以读取之前已经写入到材料供应罐的数据存储器芯片394上的数据。例如，之前写入的数据可以记录用于新构建材料供应罐314的罐标识符，可以记录新构建材料供应罐内的新构建材料315的类型，并且可以记录在首次制造后使用之前新构建材料供应罐中含有的新构建材料315的初始量和/或在在前使用之后新构建材料供应罐内剩余的新构建材料315的记录的剩余量。此外，材料管理站306可以将数据写入到新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394上。例如，在新构建材料被沿着供应管道382向上吸出时(或以后)，数据可以被写入到数据存储器芯片394上以更新其中记录的新构建材料315的剩余量的记录。

记录在数据存储器芯片394上的一些数据可以是只读数据(例如新构建材料315的类型)，并且一些记录的数据可以被材料管理站306重新写入(例如，新构建材料315的量)。数据存储器芯片394可以被保护和/或加密，以防止或阻碍从数据存储器芯片读取和/或写入数据存储器芯片，除了通过兼容的材料管理站306进行读取和/或写入之外(例如，利用在已经成功完成握手协议之后建立的通信)。此外，数据存储器芯片394可以通过约束保护，该约束将对应于新构建材料剩余量的记录数据限制为单调地计数，与减少的记录剩余量对应(例如单向计数器)。

材料管理站306的数据处理器392可以读取记录在新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394上的罐标识符，并且使用罐标识符来标识容纳在新构建材料供应罐中的新构建材料315的类型(例如，通过查阅数据处理器的查找表)。如果通过读取罐标识符标识的新构建材料315的类型与3D打印系统100的3D打印机104不相容，则数据处理器阻止新构建材料315被吸入到材料管理站306中，例如阻止新构建材料被吸入到供应管道382中，以保护3D打印机避免由于不相容构建材料的使用而出现的损坏。

新构建材料315从新构建材料供应罐314的收回可通过关闭材料供应罐墨盒至混合器阀门252a或252b(与各个材料供应罐214a或214b、314关联)和混合罐212与泵204之间的第七管道284中的混合器至泵阀门254来阻止，由此阻止材料供应罐214a、214b、314联接至泵204的负压(减小的压力)。替代地或附加地，新构建材料315从新构建材料供应罐214a、214b、314的收回可以通过关闭供应管道282、382的阀门252a、252b来阻止，由此阻止材料供应罐214a、214b、314联接至泵204的负压。

如果数据处理器392不能读取来自新构建材料供应罐314的罐标识符，则数据处理器可阻止新构建材料315从新构建材料供应罐被吸入到材料管理站306中，这可保护3D打印机避免由于不相容构建材料的使用而出现的损坏。

如果数据处理器392检测到记录的新构建材料供应罐314中的新构建材料315的剩余量处于或低于阈值水平(例如，零)，则数据处理器阻止新构建材料315从新构建材料供应罐吸入到材料管理站306中。例如，材料管理站306可以完全取出构建材料供应罐314的内容物，并将数据(例如状态标志)写入到数据存储器芯片394中以指示供应罐不应该再被使用。相应地，在新构建材料供应罐314在制造之后已经被重新填充的情况下，数据处理器392可以阻止另外的构建材料的收回量超过制造商填充新构建材料供应罐314(即，在首次使用之前)所使用的新构建材料的初始量。

阻止从新构建材料供应罐314收回多余新构建材料保护3D打印机避免由于不相容构建材料的持续使用而产生的损坏风险，并且阻碍未被新构建材料供应罐的制造商授权的新构建材料污染相容的新构建材料。3D打印机的操作参数可被针对授权构建材料的特性仔细调节，并且替代构建材料的使用可能导致质量不佳的3D打印、顺利打印的故障、对3D打印机的打印头的损坏(例如，由于超细粉末回溅到打印头上)、或者热失控问题(例如，未控制的熔化)。这些风险的出现损坏3D打印机，并削弱打印物体质量。

另外，在新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394上记录新构建材料供应罐314中的新构建材料315的确定的剩余量使得其它材料管理站306能够检测由已经被重新填充的新构建材料供应罐带来的风险，并且阻止另外的构建材料的收回量超过制造商填充新构建材料供应罐所使用的新构建材料的初始量。

替代地或附加地，确定的新构建材料315的剩余量可以被材料管理站306在本地记录和/或被中央数据库记录，在中央数据库记录的数据与用于构建材料供应罐314的独特的标识符关联。

收集罐312包括用于测量收集罐312内的构建材料的总量的量传感器。在所例示的示例中，量传感器为重量传感器390。重量传感器390可包括放置在收集罐312内的称重传感器(load cell)。替代地，重量传感器可以被提供，其例如使用材料管理站306的机架中的重量传感器来称重新构建材料供应罐，供应罐在使用时位于该重量传感器上。在另一替代方案中，量传感器可以是体积传感器。

重量传感器390可以形成数据处理系统310的一部分，如图3B所示。在该示例中，数据处理系统310包括重量传感器390、数据处理器392、材料管理站306中的补充数据存储器芯片1394(不是在所有实施例中需要)，和输出显示器396(不是在所有实施例中都需要)。数据处理器392可被包括在图2A的控制器295内。

重量传感器390被配置为向数据处理器392传输重量数据，数据处理器392可以例如经由合适的电路连接至重量传感器。数据处理器392从重量传感器390接收重量数据以允许数据处理器392确定从新构建材料供应罐314吸出的新构建材料315的重量。例如通过从数据存储器芯片394读取新构建材料供应罐314中新构建材料315的记录的初始量或记录的剩余量而得之新构建材料供应罐314中的新构建材料315的量，这允许数据处理器392计算剩余在新构建材料供应罐314中的新构建材料315的重量的更新的剩余值。数据处理器392然后可以将更新的剩余值写入到新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394中。进一步，如果数据处理器392检测到新构建材料供应罐314中的新构建材料315的计算的更新剩余量处于或低于阈值水平(例如零)，则数据处理器阻止新构建材料315从新构建材料供应罐吸入到材料管理站306中。

例如，一部分新构建材料315可经由管道382从初始满的新构建材料供应罐314转移到收集罐312。收集罐312中的重量传感器390(或者替代地，新构建材料供应罐314下方的重量传感器)可以测量从新构建材料供应罐收回并添加到收集罐中的新构建材料315的重量。数据处理器392可以从重量传感器390接收对应于添加到收集罐312的新构建材料315的重量的重量数据，并且可以从构建材料供应罐314内的构建材料315的记录的初始重量减去添加到收集罐312的新构建材料315的重量。因此，数据处理器392能够计算构建材料供应罐314内的新构建材料315的剩余重量，其然后可被更新到数据存储器芯片394上。

新构建材料供应罐314中的新构建材料315的初始重量可在新构建材料供应罐314的制造过程期间被控制或测量。因此，新构建材料供应罐314中的新构建材料315的初始重量可在首次制造后使用之前存储在新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394上。替代地，如果构建材料供应罐314中的新构建材料315的初始重量不是已知的，则可以在将新构建材料供应罐314连接至材料管理站306的管道382之前例如使用重量传感器(未示出)来测量构建材料的初始重量。

补充数据存储器芯片1394(不是在所有实施例中需要)可被包括在数据处理系统390中并且可与材料管理站306集成。次级数据存储器芯片1394可存储剩余在构建材料供应罐314中的新构建材料315的重量和收集罐312中的构建材料的重量。数据处理器392可将构建材料供应罐314内的新构建材料315的计算的剩余重量写入和/或更新到数据存储器芯片394和1394。替代地或附加地，数据处理器392可将从新构建材料供应罐314移除的新构建材料315的总重量写入和/或更新到数据存储器芯片394和1394。补充数据存储器芯片1394可记录与构建材料供应罐314和新构建材料从构建材料供应罐的收回相关的数据。数据记录可以在新构建材料315的收回已经完成之后发生，或者可以在新构建材料的收回期间发生，例如，作为实时更新。

新构建材料的其它部分可以从新构建材料供应罐314转移至收集罐312。新构建材料315的其它部分可以添加到空的或基本上空的收集罐312，或者可以除了已经在收集罐312内的构建材料之外添加到收集罐312中。

数据处理器392可以从重量传感器390获得对应于收集罐312内的新构建材料的其它部分的重量的其它的重量数据，并且可以处理其它的重量数据以计算剩余在构建材料供应罐314中的新构建材料的总重量。

例如，如果新构建材料的其它部分被添加到空的或基本上空的收集罐312，则重量传感器可以测量收集罐内的构建材料的总重量。数据处理器可以从重量传感器390接收重量数据，并且能使用该重量数据来计算新构建材料供应罐314内的构建材料315的剩余重量。

为了计算由罐制造商提供的新构建材料供应罐314中的新构建材料315的剩余重量，数据处理器可以从数据存储器芯片394获得对应于之前转移到收集罐312的新构建材料的总重量的数据。然后，数据处理器392可以将之前转移的构建材料的重量增加至收集罐312内的构建材料的其它部分的重量(如由重量传感器390测量的)，由此计算已经从构建材料供应罐314转移到收集罐312的新构建材料的总重量。数据处理器392然后可将该更新的剩余重量数据写入到数据存储器芯片394以在进一步的计算中使用。

数据处理器392可从构建材料供应罐314中的新构建材料315的初始重量减去已从新构建材料供应罐314转移的新构建材料的总重量，由此计算新构建材料供应罐314中的新构建材料315的剩余重量。

在另一示例中，数据处理器392可以从数据存储器芯片394获得对应于剩余在新构建材料供应罐314中的新构建材料315的重量的数据。该数据可以在之前的计算之后由数据处理器392写入到数据存储器芯片394。数据处理器392然后可以减去转移到收集罐312的新构建材料的其它部分的重量(如由重量传感器390测量的)，并且从之前记录在新构建材料供应罐314中的新构建材料315的剩余重量减去该重量数据，从而计算新构建材料供应罐314中的新构建材料315的新剩余重量。

材料管理站306可以包括输出显示器396(不是在所有实施例中需要)，例如LED屏，其可以显示确定在新构建材料供应罐314中的新构建材料315的剩余重量，和/或收集罐312内的构建材料的总重量。如图3B所示，输出显示器396可以形成数据处理系统310的一部分。数据处理器392可以连接至输出显示器396以向输出显示器396传输重量数据。

如上关于图2所述，收集罐312还可从包括在材料管理系统中的可再循环构建材料罐接收可再循环构建材料。简要起见，可再循环构建材料罐将不被再次详细论述。

可再循环构建材料可由收集罐312通过其它的入口(未示出)接收。如上关于图2所述，管道可以连接在收集罐312与可再循环材料罐之间以将可再循环构建材料从可再循环材料罐输送到收集罐312。管道可以在一端连接至收集罐312的另一入口。

新构建材料供应罐314可以在任何时间被断开并用不同的新构建材料供应罐替换。例如，新构建材料供应罐314可以在数据处理器392计算出没有新构建材料315剩余在新构建材料供应罐314中时被替换。当新构建材料供应罐314被(例如用满的新构建材料供应罐)替换时，数据处理器可以从新构建材料供应罐的相应的数据存储器芯片394读取数据以获得记录为容纳在其中的新构建材料315的量(如果该罐已经经历未经授权的重新填充，则该量可能不同于容纳在罐中的新构建材料的实际量)。

如上关于图2所述，收集罐312可包括用于在收集罐312中将可再循环构建材料和新构建材料混合在一起的混合器。混合后的构建材料可以通过出口431离开收集罐而进入容器302(例如推车)中。

如上所述，新构建材料和可再循环构建材料均可被转移到收集罐312(例如，新构建材料和可再循环构建材料可被分别转移和称重)，并且被转移的每个的量可被测量。因此，用户能精确地测量收集罐312内新构建材料和可再循环构建材料的比例。

如上关于图2所述，一些材料管理系统可包括两个或更多个新构建材料供应罐314。在这种情况下，当数据处理器392计算得到第一新构建材料供应罐被清空时，数据处理器392可将新构建材料源切换到第二新构建材料供应罐。这在第一新构建材料供应罐被替换的同时允许新构建材料向混合罐的连续转移。数据处理器392能以如上所述相同的方式测量第二新构建材料供应罐中新构建材料的剩余重量。

在收集罐312内具有重量传感器390消除了在每个新构建材料供应罐314处均具有单独的重量传感器的需要。因此，生产新构建材料供应罐的成本可降低。

图4是概括根据一个示例的管理增材制造材料的方法的流程图：

·在4i处，获得与新构建材料供应罐314相关的新构建材料315的量(例如重量)。

·在4ii处，确定记录量是否在或低于阈值水平(例如零)，并且如果其在或低于该阈值水平，则新构建材料315从新构建材料供应罐314内的收回被阻止。

·在4iii(不是在所有实施例中需要)处，获得已经被记录到新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394的构建材料类型。

·在4iv(不是在所有实施例中需要)处，确定记录的构建材料类型是否与3D打印机104不相容，并且如果不相容，则阻止新构建材料315从新构建材料供应罐314内的收回。

·在4v处，来自新构建材料供应罐314的一部分新构建材料315被转移到收集罐312。这可以经由在新构建材料供应罐314与收集罐312之间延伸的供应管道382。

·在4vi处，在收集罐312内的构建材料的量使用量传感器390(例如，重量传感器)来测量。收集罐312内的构建材料可以只包括新构建材料，或可以包括新构建材料和可再循环构建材料两者。

·在4vii处，被从新构建材料供应罐314转移到收集罐312的构建材料的测量量用于计算剩余在新构建材料供应罐中的新构建材料315的更新量。新构建材料供应罐314中的新构建材料315的初始重量可被用于帮助计算新构建材料供应罐中剩余的新构建材料。

·在4viii处，与新构建材料供应罐314相关的构建材料的更新量被记录到新构建材料供应罐。

图5的示例示意性地例示罐连接器585和新构建材料供应罐的新构建材料罐端口383，新构建材料供应罐利用该端口383形成紧密配合。

罐连接器585是集成连接器，在该集成连接器处构建材料供应管道582和数据通信线587终止。提供集成罐连接器585使得能够快速、方便地连接至新构建材料供应罐，使得构建材料供应管道582能机械联接至新构建材料供应罐314的内部，并且使得材料管理站306的数据通信线587和数据处理器392能电联接至新构建材料供应罐的数据存储器芯片。罐连接器585被进行符合人体工程学的设计以利用供用户在连接和断开期间抓握的手柄配合用户的手。罐连接器585具有喷嘴597，其在使用中突出到新构建材料供应罐314的罐端口583中，在其末端处被提供有可关闭的蝶形阀552。在使用中，喷嘴597可通过摩擦(即干涉配合)或替代地通过可拆卸的接合机构(未示出)保持在罐端口583中。

新构建材料供应罐314的罐端口583(在图5中，其被示出为独立于新构建材料供应罐的其余部分)具有用于接收喷嘴597的孔口，其被提供有用于关闭新构建材料供应罐的内部的罐端口阀553。罐端口阀553可以在喷嘴597被插入时自动打开。罐端口583还被提供有铰接的盖555以保护罐端口阀553。

罐端口583被提供有与新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394电子通信的电子焊盘593。罐连接器585具有芯片读取器589，其具有用于在罐连接器585连接至罐端口583时电接触新构建材料供应罐314的电极焊盘593的可弹性变形的电极595(例如，弹性电极)。当罐连接器585连接至罐端口583时，可弹性变形的电极595的可变形性增强了任何积聚的碎屑(例如废构建材料)从其表面的脱落。

电极焊盘593和电极585横向于(例如垂直于)喷嘴597到罐端口583的孔口中的插入方向面对，当罐连接器585连接至罐端口583时，这增强了任何积聚的碎屑(例如废构建材料)从其表面的脱落。任何积聚的碎屑的脱落降低了在连接期间罐连接器585和罐端口583损坏或堵塞的风险。

在所例示的示例中，电极焊盘593和电极595在喷嘴插入期间朝向或背离喷嘴597面对，降低了罐连接器585上的旋转力，增强了电极焊盘与电极之间的电连接。

在所例示的示例中，罐连接器585具有连接开关598，其感测罐连接器是否被连接至罐端口583。此外，罐端口583具有连接开关启动特征部599，其在罐连接器585和罐端口583被连接在一起时机械接合连接开关598。在使用中，材料管理站306的数据处理器392感测连接开关598的状态，并在罐连接器585与罐端口583的断开被从连接开关598感测到时阻止数据写入到新构建材料供应罐314的数据存储器芯片394.

在使用中，当罐连接器585与罐端口583的断开被从连接器开关598感测到时，数据处理器392可关闭泵204与新构建材料供应罐214a、214b、314之间的路径，从而阻止提供通向空气的负压(减小的压力)。

材料管理站306的数据处理器392识别材料管理站与新构建材料供应罐214a、214b、314的数据存储器芯片394之间的数据通信的任何中断。在使用中，当识别到材料管理站306与新构建材料供应罐214a、214b、314的数据存储器芯片394之间的数据通信的中断时，数据处理器392可关闭泵204与新构建材料供应罐214a、214b、314之间的路径，从而阻止提供通向空气的负压。

例如通过关闭材料供应罐墨盒至混合器阀门252a或252b(与各个材料供应罐214a或214b、314关联)、混合罐212与泵204之间的第七管道284中的混合器至泵阀门254、或者供应管道382、282、582的阀门252a、252b、552，泵204与新构建材料供应罐214a、214b、314之间的路径可被关闭。

当写入到数据存储器芯片394的中断数据出现时，数据处理器392可在罐连接器585和罐端口583被重新连接时完成对数据存储器芯片394的数据写入，或者对数据存储器芯片394进行矫正数据写入。这可防止数据的丢失，以及数据存储器芯片394上毁坏或错误数据的存在。

Claims (13)

1.一种增材制造材料管理站，包括：

构建材料供应管道，具有构建材料供应连接器，用于在管理站主体与构建材料供应容器之间可释放地连接，以将携带构建材料供给的流体流从所述供应容器内联接至所述管理站主体；以及

站数据处理器，

其中所述供应连接器包括：

连接器主体；

抽吸喷嘴，从所述连接器主体并在所述连接器主体外朝向所述构建材料供应容器突出以在使用中与构建材料供应容器的出口形成配合；

数据通信器，用于在所述站数据处理器与所述供应容器的数据存储器芯片之间提供数据通信；和

连接开关，用于感测所述供应连接器是否被连接至所述供应容器，其中所述站数据处理器被提供为在所述供应连接器与所述供应容器的断开被从所述连接开关感测到时阻止数据写入到所述供应容器的所述数据存储器芯片。

2.根据权利要求1所述的管理站，其中所述数据通信器包括用于接触供应容器的相应电极的电极。

3.根据权利要求2所述的管理站，其中所述电极是可弹性变形的电极。

4.根据权利要求2所述的管理站，其中所述抽吸喷嘴具有一长度，在使用中构建材料沿该长度行进，所述数据通信器包括一表面，所述电极被提供在所述表面上，并且所述表面被横向于所述抽吸喷嘴的所述长度定向。

5.根据权利要求4所述的管理站，其中所述表面垂直于所述抽吸喷嘴的所述长度定向。

6.根据权利要求5所述的管理站，其中所述表面朝向或背离所述抽吸喷嘴定向。

7.根据权利要求2所述的管理站，其中所述抽吸喷嘴具有一长度，在使用中构建材料沿该长度行进，并且所述电极被提供在壳体上，该壳体从所述连接器主体靠近所述抽吸喷嘴并平行于所述抽吸喷嘴突出。

8.根据权利要求1所述的管理站，其中所述数据通信器包括射频收发器。

9.根据权利要求1所述的管理站，包括数据管道，在所述供应连接器主体与所述管理站主体之间延伸以使数据在供应容器与所述站数据处理器之间通信。

10.根据权利要求1所述的管理站，其中所述管理站包括泵，用于提供能连接至所述抽吸喷嘴的负压以从所述供应容器收回构建材料，并且其中所述站数据处理器被提供为在感测到所述供应连接器与所述供应容器之间的断开时控制向所述供应管道的抽吸端提供负压。

11.根据权利要求1所述的管理站，其中所述抽吸喷嘴包括负压供应阀，用于控制向所述抽吸喷嘴的抽吸端提供负压，以控制构建材料从供应容器的收回。

12.根据权利要求1所述的管理站，其中所述供应连接器包括从所述连接器主体突出的手柄。

13.一种用于连接至增材制造材料管理站的站主体的构建材料供应管道，包括构建材料供应连接器，用于可释放地连接至构建材料供应容器，以联接来自所述供应容器内的携带构建材料供给的流体流；

其中所述供应连接器包括：

供应连接器主体；

抽吸喷嘴，从所述供应连接器主体并在所述连接器主体外朝向所述构建材料供应容器突出以在使用中与构建材料供应容器的出口形成配合；

数据通信器，用于在所述供应连接器与所述供应容器的数据存储器芯片之间提供数据通信；和

连接开关，用于感测所述供应连接器是否被连接至所述供应容器，其中所述增材制造材料管理站的站数据处理器被提供为在所述供应连接器与所述供应容器的断开被从所述连接开关感测到时阻止数据写入到所述供应容器的所述数据存储器芯片。

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