CN109153180A - 3d打印系统中的后处理 - Google Patents

Abstract

公开了用于3D打印后处理的方法和装置。该方法和装置提供用于增材制造系统的容器，该容器用于接收由熔合构建材料和未熔合构建材料形成的构建体。该容器包括用于将容器连接到压力源的连接器以及用于允许空气进入或离开容器的至少一个气孔。当连接器连接到压力源时，在连接器与至少一个气孔之间产生通过容器的气流，以便从容器去除未熔合构建材料并有助于冷却构建材料的空间。

Description

3D打印系统中的后处理

背景技术

公开一种用于3D打印后处理的方法和装置。该方法和装置便于从构建体中提取未熔合的构建材料，并提供构建体的冷却，以便改善3D打印物体的后处理。

附图说明

在附图中显示用于后处理3D打印物体的装置和方法，其中：

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3示出后处理装置的示例；和

图4示出后处理装置的多种用途的示例。

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，以防止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的构建体(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体内含物的更快冷却。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保留在新构建材料供应罐114a、114b中的已授权构建材料的量。这允许防止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，这防止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包含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，示出了推车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。

为了帮助防止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帮助防止传送通过溢流罐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防止至少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防止至少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，以防止其到达泵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，并帮助防止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中的构建体取出物体，接着是后续打印操作和构建体的对应的取出等。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(泵供给管道)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，以帮助防止其到达泵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。这帮助防止构建材料到达泵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。

任何时候，当材料管理站106将用于处理不同材料类型的构建材料(例如不同材料)时，可以控制材料管理站回路200以实施清理过程，从而清理从材料管理站回路200至溢流罐210的基本上当前材料类型的所有构建材料。新构建材料供应罐214a、214b可以从构建材料站回路200断开连接，并且存储以用于防止当前材料类型的新构建材料的损耗。

在一个示例中，当已经使用收集软管206收集了推车102中未熔合构建材料并且将其输送至回收构建材料罐208或至溢流罐210或两者时，执行清理过程。可替代地，清理过程可以包括使用收集软管206，以将推车102中未熔合构建材料输送至溢流罐210，如前所述。

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，可以打开回收构建材料罐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，以及在第十管道290中的混合器至推车阀门260、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以及泵204与溢流罐210之间的第四管道278中的溢流至泵阀门248。回收构建材料罐208中的任何构建材料通过重力穿过第八管道286向下落入到滤筛216中。可以在已经完成了推车102中未熔合构建材料的任何清洁之前或之后将收集软管206直接地连接至第十管道290。当泵204正在使用时，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以及滤筛至混合器阀门258而提供从泵204至滤筛216的压力差。经由第八管道286和RBMT至滤筛阀门256通过重力将回收材料罐208中构建材料输送至滤筛216。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从回收构建材料罐208输送至滤筛216并至溢流罐210上。在溢流罐处，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。由此可见，滤筛216、混合罐212中或者在第八管道286、第九管道288、第十管道290或第二管道274中的任一个中的任何未使用构建材料也可以输送至溢流罐210。以该方式，可以将材料管理站回路200中的基本上所有未熔合构建材料输送至溢流罐210。

可替代地，可以如前所述将回收构建材料罐208中未熔合构建材料输送至推车102。随后，可以将推车102中未熔合构建材料输送至溢流罐210，也如前所述。因此，可以提供将未熔合构建材料从回收构建材料罐208输送至溢流罐210的可替代方式而不直接将收集软管206连接至第十管道290。

清理过程也可以包括一个或多个另外清理过程要素，其中穿过材料管理站回路200的管道网络的任意部分输送牺牲材料，其可以仍然包含当前材料类型的至少一定量的未熔合构建材料。牺牲材料可以用于移除材料管理站回路200中剩余的当前构建材料的至少一些。在一个示例中，牺牲材料可以是将要后续用于材料管理站106中的不同构建材料类型的构建材料。牺牲材料可以可替代地是并非构建材料的惰性材料(例如硅)。以该方式，在清理过程结束处在材料管理站106中剩余的任何少量牺牲材料不可能干扰材料管理站106的进一步操作。

在完成了清理过程、并且材料管理站回路200中基本上所有未熔合构建材料都在溢流罐210中之后，可以随后从材料管理站106移除溢流罐210，例如用于存储或清除，并且可以将另一溢流罐(未示出)连接至材料管理站106。另一溢流罐可以是空的，或者另一溢流罐可以包含从该(或其他)材料管理站106之前清理出的构建材料。

可以响应于用户输入或者自动地执行清理过程。当自动地执行清理时，可以控制材料管理站回路200，以当包含不同材料的推车102插入材料管理站106中的对接位置107中时实施清理过程。在该示例中，材料类型被电子地记录在推车102(或另一容器)的存储器芯片上。存储器芯片由材料管理站106的处理电路可读，从而确定推车102(或另一容器)中的材料的材料类型。可替代地或此外，可以控制材料管理站回路200，以当包含不同材料类型的一个或多个新构建材料供应罐214a、214b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。存储器芯片由材料管理站106的处理电路可读，从而确定在新构建材料供应罐214a、214b中的材料的材料类型。在其他示例中，可以控制材料管理站回路200以当从材料管理站回路200移除新构建材料供应罐214a、214b两者时实施清理过程。应该知晓，可以基于之前讨论的规则控制材料管理站106以向用户提供可以执行清理过程的指示。

为了改善总体3D打印系统的效率，公开了用于从包含一定体积的熔合构建材料和未熔合构建材料的容器快速且清洁地去除未熔合粉末的后处理装置和方法。另外，该系统还可提供冷却或快速冷却。

在后处理装置的一个示例中，提供如图3和图4所示的容器。该容器用于从3D打印机接收由熔合构建材料和未熔合构建材料形成的构建体，熔合构建材料和未熔合构建材料下定构建体1162。

构建体1162是一定体积的处理后的构建材料层，其中构建材料的一些部分已被熔合以形成3D物体，其一些部分仍保留为未熔合粉末。

容器的第一部分提供有用于连接到压力源1144的连接器1142，第二部分提供有至少一个气孔11142、11144。

在该装置的一个示例中，容器的第一部分可为盖1146。盖1146可提供有用于连接到压力源1144的连接器1142。

在该装置的另一示例中，容器的第一部分可为门(未显示)。

容器的第一部分可为容器的整体壁。

在另一示例中，容器的第二部分可与容器的第一部分对置或者邻近容器的第一部分。

当后处理装置经由连接器1142连接到压力源1144并在压力源1144与内部空间之间施加压力差时，在连接器1142与至少一个气孔11142、11144之间通过内部空间生成气流。该气流从容器的内部空间中的构建体1162抽吸未熔合材料。

图3示出材料管理系统1106中的后处理装置的示例。

在一个示例中，容器可独立于打印机并独立于材料管理系统1106，后处理装置被提供为用于从推车1102去除构建体1162并从容器的内部空间抽吸未熔合构建材料。为了后处理构建体1162提供单独的装置的有利之处在于，容器可替代构建体1162的推车1102，从而推车1102可用于后续的构建作业。

在另一示例中，容器可为推车1102的集成部件。容器可为推车1102的内部空间，用于构建制造物体。

后处理装置可被提供为允许从容器的内部空间中的构建体1162抽吸未熔合材料。后处理装置可被提供为用于从内部空间中的构建体1162取出构建物体。而且，后处理装置可用于冷却构建体1162。

图3示出后处理装置的示例。提供盖1146，该盖1146包括用于连接到压力源1144的连接器1142。盖1146包括用于接收供压力源1144用的管的连接器1142。连接器1142能够使来自内部空间的未熔合构建材料从中经过。在盖1146的一个示例中，顶表面延伸至容器的第二部分，盖1146可另外包括围绕顶表面的周界延伸的凸缘部。该凸缘可被提供为改善与容器的第二部分的联接。

在一个示例中，盖1146可与推车1102一起使用，推车1102具有形成内部空间的容器，在该内部空间中形成所产生的3D物体。当后处理装置为推车1102的整体部分时，盖1146可对应于容器的第一部分使用。盖1146可位于推车1102的内部空间上方，该内部空间限定制造的物体在其中打印在构建平台上的空间。

在另一示例中，构建体1162可从推车1102转移至单独的容器。

容器可为用于容纳构建体1162的任意合适形状。

后处理装置具有若干有利之处。在一个示例中，一旦构建体1162先前已被冷却，后处理装置可用于从构建体1162去除未熔合构建材料。

在一个示例中，后处理装置可用于冷却构建体1162并去除未熔合构建材料。通过提供能够连接到压力源1144的连接器1142并在内部空间与压力源1142之间施加压力差，未熔合构建材料可被抽吸通过连接器1142并抽吸到管1144’中以便回收。如上所述的材料管理系统1106可用于回收已抽吸的未熔合材料，稍后在3D打印机中使用。从构建体1162抽吸未熔合材料可减少构建体1162内所产生的3D物体的冷却时间。去除未熔合材料的一个有利之处是有助于冷却构建体1162内所产生的3D物体。这是因为，由于热的未熔合构建材料的一部分从容器的内部空间中移开，从包含构建体1162的内部空间去除热的未熔合构建材料1162使得所产生的3D物体能够更快速冷却，因此导致热的构建体1162的密度下降。

连接器1142可位于盖1146的中心部分。将连接器1142定位在盖1146上使得将压力源1144附接到连接器1142以及从拆卸压力源1144变得容易。在另一示例中，连接器1142可位于偏心位置。连接器1142可相对于盖1146的平面以大于或小于90度的角度安装在盖1146中，或者其可相对于盖1146的平面以90度安装在盖1146上。改变连接器1142安装在盖1142上的角度会改变内部空间中的空气的流动路径，并且可用于从构建体1162的特定部分优先抽吸未熔合构建材料。

在另一示例中，连接器1142可位于容器的不同部分上。

压力源1144可为例如气动泵、抽吸泵或其他类型的泵的泵，或者为风扇或鼓风机。压力源1144可被控制，从而使空气在容器的内部空间内流动，用于从构建体1162抽吸未熔合材料或者用于冷却构建体1162中所产生的3D物体。压力源1144用于在压力源1144与内部空间之间产生压力差，并可以为负压力源或正压力源。

在一个示例中，后处理装置提供有至少一个气孔11142、11144。容器中在容器的第一部分与第二部分之间的一个或多个残余气隙自身可限定一个或多个气孔，以允许空气流过内部空间。

后处理装置提供下述有利之处：在容器中的至少一个气孔的各个不同位置抽吸未熔合构建材料。

在容器的盖中确定至少一个气孔的位置在后处理构建体早期最有利。这是因为在后处理装置中需要至少一个气孔，并且，如果内部空间充满构建体，则从连接器到至少一个气孔提供通过内部空间的气流具有挑战性。在早期，连接器与至少一个气孔之间较短的流动路径是有利的，这是因为构建体很少可能阻挡空气流过较短的流动路径。

随着构建体因从构建体抽吸未熔合材料而变得不太密集，提供在容器中其他位置的气孔变得自由，以允许空气从中经过。

在盖中靠近连接器的气孔可被布置为使得其将高速空气喷射到构建体周围。这具有腐蚀构建体周界的效果。

随着构建体周界被腐蚀，提供在容器其他部分中的气孔，例如靠近容器底部的气孔被暴露，空气可来自位于容器底部处或其附近的气孔。

在一个示例中，至少一个气孔11142、11144被提供在容器下部。这种气孔11142、11144在后处理构建体1162的后期最为有效。这是因为，位于容器下部的气孔11142、11144有助于空气流过构建体1162四周。这对3D物体额外具有冷却效果，而且有利的是，该空气更容易夹带气流中的未熔合材料。被夹带的未熔合材料由通过连接器的气流去除，或者可替代地，由通过至少一个气孔11142、11144的气流去除。

至少一个气孔11142、11144具有的尺寸可在大约构建材料的平均粒径至大约所制造的物体的最小尺寸的范围。在另一示例中，至少一个气孔11142、11144可被提供有筛眼(未显示)，以便防止所制造的物体穿过至少一个气孔11142、11144。位于盖中的气孔可小于位于容器下部中的气孔。这样的有利之处在于，当压力源1144提供相同的压力差时，通过较小孔的空气的流率大于通过较大孔的空气的流率。

至少一个气孔11142、11144的位置可被选择为当在压力源1144与容器的内部空间之间存储压力差时实现通过内部空间的空气的流动路径。

在容器中可提供多个气孔，从而从内部空间抽取的未熔合材料的量最大。尽管至少一个气孔11142、11144在附图中被显示为处于容器下部，但在其他示例中，如上所述可提供气孔的其他位置。

例如，对于与推车1102集成的后处理装置，至少一个气孔可位于推车1102中。在另一示例中，至少一个气孔可位于推车1102的构建平台(未示出)中。

当在压力源1144与内部空间之间施加压力差时，压力差诱发通过内部空间的空气流动。该空气流动使得来自内部空间的未熔合构建材料1162被抽吸到空气的流动路径中，并从内部空间抽吸通过连接器或通过至少一个气孔11142、11144，这取决于是否对容器或内部空间施加减少的压力还是对容器或内部空间施加增大的压力。

盖1146可包括凸缘或通道，在其中用于接纳容器的壁的一部分、形成盖1140侧部的凸缘或通道。

可替代地，容器可提供有凸缘，利用夹持构件将盖1146夹持在该凸缘上。

容器可进一步包括作为容器基部的裁切(guillotine)构件1150。该裁切构件1150可用于从构建平台分离构建体1162。少量的构建体1162，由于切削期间的偏差可预留在平台上。大多数构建体1162在切削之后位于裁切构件1150上方。裁切构件1150能在有孔构造与闭合构造之间选择性地调节。在闭合构造，裁切构件1150被提供有闭合罩，通过多个通孔被闭合，从而防止构建体1162掉出容器或内部空间。在有孔构造，裁切构件1150具有多个通孔，以允许空气和/或构建材料通过。

利用如上所述的后处理装置，取出构建体1162的改进方法是可能的。

后处理装置可进一步包括例如热电偶或温度传感器的温度检测设备。温度传感器可被提供在空气出口处，以使其确定抽吸的空气和未熔合构建材料的温度。压力源1144可响应于检测到的温度被控制，从而产生通过容器的合适的气流型线。该气流型线可适合于不同的检测温度，从而控制构建体1162的冷却。例如，较高的空气流率在较低温度时可能是优选的，从而补偿空气与构建体之间的较低温差。初始较低的空气流率在一些示例中可能是优选的，从而提供冷却效果而不会对脆弱的热物体产生损坏的风险。一旦物体已被充分冷却，气流可增大，从而去除未熔合材料并继续冷却过程。

图4示出后处理装置的多种用途，用于从构建体1162抽吸未熔合材料并从3D打印机冷却制造的物体。在图4(a)中，后处理装置被显示为用于自然冷却过程。自然冷却过程可发生数小时，或者数十个小时，这取决于众多参数，该参数包括：构建体的尺寸和密度；环境条件；构建材料的类型；熔合参数；以及内部空间的热性能。自然冷却允许构建体1162在环境条件下自然冷却。

图4(b)示出用于快速冷却方法的后处理装置。快速冷却方法包括提供如上所述的容器，用于从3D打印机保持构建体1162，该容器限定用于构建体1162的内部空间，该容器具有用于连接到压力源1144的连接器1142和用于允许空气进入或离开容器的至少一个气孔11142、11144。压力源1144连接到容器的连接器1142，并被控制，以在压力源1144与内部空间之间提供压力差。该压力差使空气在连接器1142与至少一个气孔11142、11144之间流过内部空间，以从容器抽吸未熔合构建材料。

有利之处在于，依赖于1144用于促使内部空间中的空气流动。该空气流动携带未熔合构建材料通过内部空间并将其从构建体1162抽吸。如果压力源1144用于在连接器1142处形成抽吸，则未熔合构建材料从内部空间抽吸并经过连接器1142并通过关。将减少的压力源连接到连接器1142使得空气流过内部空间并朝向连接器1142，连接器1142从容器或内部空间接收未熔合构建材料并使其前进到管1144’。

热的未熔合构建材料可回收用于在打印机中重新使用。如果压力源1144用于形成从连接器1142到至少一个气孔11142、11144通过内部空间的气流，则热的未熔合构建材料被携带通过内部空间并通过至少一个气孔11142、11144，并从内部空间被抽吸。将增大的压力源连接到连接器1142使得空气流过内部空间并朝向至少一个气孔11142、11144，从而来自内部空间的未熔合构建材料通过至少一个气孔被抽吸。在该示例中，裁切构件1150可形成容器的基部，并可允许未熔合构建材料穿过裁切构件1150，以便从内部空间抽吸未熔合材料。

再次，热的未熔合构建材料可回收进行后续使用。

以上方法与自然冷却相比可显著减少所制造的物体的冷却时间。平均而言，使用上述方法，所制造的物体的冷却时间与自然冷却的冷却时间相比可缩减高达50％。

该方法可选地可包括对压力源1144顺序实行浪涌或脉冲，以将空气拉入到内部空间中，并包括测量内部空间中的空气温度。该系统足够灵活，以具有不同的气流型线。简单的气流型线可限定为“连续不断(flow on)”。然而，其他气流型线也是可想象到的。甚至“连续不断”的气流型线可包括压力源1144以不同的固定速度施加通过内部空间的气流。在一个示例中，气流开始具有通过内部空间的较低流动速度，该流动速度逐渐增大。然而，该气流可被控制，以便以“流动开关开关”的方式对通过内部空间的气流实行脉冲。该有利之处在于提供了抽吸一些未熔合材料的能力，同时减少了引入到内部空间中的冷却空气的量，这在仅有固定气流期间才会发生。

一旦内部空间中的空气达到预定温度，压力源1144可被控制，以对容器或内部空间中的空气实行另一浪涌或脉冲，或者使气流逐渐增大。该方法提供的有利之处在于减少了容器或内部空间中的热振动的风险。更多空气在内部空间的温度达到预定温度时可涌入容器或内部空间，已存在于容器或内部空间中的空气不再提供冷却效果。

该方法可选地可包括在如4(c)所示的冷却循环期间使内部空间中的构建体1162振动。振动盖1146或内部空间从而振动构建空间1162已证实进一步减少构建体1162的冷却时间。平均而言，振动盖1146、容器或内部空间与自然冷却相比冷却时间上提供了大约80％的减少。振动有助于如图4(c)所示使构建体1162破裂，其中实线表示正在破裂的构建体1162。破裂的构建体1162于是允许未熔合构建材料更容易进入气流，并允许更多的未熔合构建材料由气流夹带。而且，停滞气流的区域可在构建体1162的某些区域中形成成堆的未熔合材料。振动构建体1162可形成微型崩塌，该崩塌于是使得未熔合粉末从构建体1162滑出并滑入气流中。

可以多种方式执行振动盖1146、容器或内部空间。整个盖1146可被振动。可替代或另外地，对压力源1144施加脉冲以便对通过连接器1142的空气流率提供振动，可提供足以使容器或内部空间中的构建物体振动的振动。推车1102的构建平台另外或者可替代地也可被振动。可通过振动容器的壁结构的第一部分或第二部分来振动内部空间。

在另一示例中，容器可提供有如图4(d)所示的作为基部的裁切构件1150。该方法可进一步包括：如图4(d)所示，通过选择裁切构件1150的有孔构造，利用裁切构件1150在容器的基部中形成气孔。压力源1144被控制，以便对连接器1142提供增大的压力源，从而空气通过盖1146中的连接器1142流到裁切构件1150，压力源1144被控制，以便通过裁切构件1150抽吸来自容器的未熔合构建材料1162，从而来自容器的未熔合构建材料1162被抽吸通过裁切构件1150中的多个气孔。构建体1162被振动，如上所述。

图4(e)示出了未熔合构建材料已从容器或内部空间移除并且构建物体留在其中的容器。阴影部分示出了图4(e)所示的构建体1162，并示出了余留一些未熔合材料，阴影的空白处示出了一些未熔合材料已被去除。

图4(f)示出了自动取出的示例，其中容器被旋转以取出所制造的物体。

一旦从容器去除，3D物体还可被喷砂、刷擦，或者经理其他后处理过程，以便从构建物体进一步去除任意残留的未熔合构建材料。

Claims (20)

1.一种用于在增材制造系统中后处理由熔合材料和未熔合材料形成的构建体的方法，所述方法包括：

提供用于保持所述构建体的容器，所述容器包括用于将所述容器连接到材料管理站中的压力源的连接器、以及用于允许空气进入所述容器或离开所述容器的至少一个气孔；

接收所述容器中的所述构建体；

将所述连接器连接到所述压力源；以及

在所述连接器与所述至少一个气孔之间产生通过所述容器的气流，以便从所述容器去除未熔合构建材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，负压力源连接到所述连接器，以便产生从所述至少一个气孔朝向所述连接器通过所述容器的气流，所述气流将未熔合构建材料输送离开所述容器并进入所述材料管理站。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，正压力源连接到所述连接器，以便产生从所述连接器朝向所述至少一个气孔通过所述容器的气流，所述气流将未熔合构建材料输送离开所述容器并进入所述材料管理站。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括振动所述容器中的所述构建体。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气流冷却所述构建体。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压力源被控制，以便产生通过所述容器的可变气流型线。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压力源被控制，以便施加通过所述容器的脉冲气流。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括检测离开所述容器的空气的温度，并调节所述压力源，从而响应于检测到的温度改变所述气流。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述容器中提供裁切构件，所述裁切构件在具有多个气孔的有孔构造与所述气孔被闭合的闭合构造之间能选择性地调节；

选择所述裁切构件的所述有孔构造；以及

将正压力源连接到所述连接器，以便从所述连接器朝向所述裁切构件产生通过所述容器的气流，并将未熔合构建材料从所述容器吹送通过所述裁切构件中的所述多个气孔。

10.一种用于增材制造系统的后处理外壳，该后处理外壳包括用于接收由熔合构建材料和未熔合构建材料形成的构建体的容器，所述容器包括：

用于将所述容器连接到压力源的连接器；以及

允许空气进入或离开所述容器的至少一个气孔；

其中所述连接器能连接到所述压力源，以便允许气流通过所述连接器和所述至少一个气孔，从而允许从所述容器去除未熔合构建材料。

11.根据权利要求10所述的外壳，其中所述连接器用于将所述容器连接到材料管理站的软管。

12.根据权利要求11所述的外壳，其中施加负压力源，产生从所述至少一个气孔至所述连接器通过所述容器的气流，因而通过所述软管将未熔合构建材料从所述容器抽吸到所述材料管理站。

13.根据权利要求11所述的外壳，其中施加正压力源，产生从所述连接器至所述至少一个气孔通过所述容器的气流，因而通过所述至少一个气孔将未熔合构建材料从所述容器抽吸到所述材料管理站。

14.根据权利要求10所述的外壳，其中所述连接器位于下述位置中的至少一个：位于所述容器的盖上，位于所述容器的门上。

15.根据权利要求10所述的外壳，其中所述至少一个气孔位于下述位置中的至少一个：所述容器的邻近所述连接器的一部分，所述容器的与所述连接器对置的一部分。

16.根据权利要求10所述的外壳，其中所述容器进一步包括裁切构件，所述裁切构件在具有多个气孔的有孔构造与所述气孔被闭合的闭合构造之间能选择性地调节。

17.根据权利要求10所述的外壳，进一步提供有振动器。

18.根据权利要求1所述的外壳，进一步包括用于检测离开所述容器的空气的温度的温度传感器以及用于响应于检测到的温度控制所述压力源的控制器。

19.一种用于增材制造系统的材料管理装置，所述装置包括：

压力源；

容器，具有用于接收由熔合构建材料和未熔合构建材料形成的构建体的内部空间，所述容器包括与所述内部空间连通的连接器和用于允许空气进入或离开所述内部空间的至少一个气孔；

其中所述连接器能连接到所述压力源，以允许气流经由所述连接器和所述至少一个气孔通过所述内部空间，由此允许从所述容器去除未熔合构建材料。

20.根据权利要求19所述的装置，进一步包括用于检测离开所述容器的空气的温度的温度传感器以及用于响应于检测到的温度控制所述压力源的控制器。