CN111093954A - 用于耦接到构建材料容纳器的阀机构 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于耦接到构建材料容纳器的处于供应站中的阀机构以及一种用于操作该阀机构的方法。该阀机构包括阀体,该阀体具有顶部开口、底部开口和前部开口。处于该阀体中的转向阀通过阀致动器来操作,其中,该转向阀当该阀致动器处于第一位置时,将构建材料从该顶部开口引导至该底部开口,并且当该阀致动器处于第二位置时,将构建材料从该顶部开口通过该前部开口引导至构建材料容纳器中。

Description

用于耦接到构建材料容纳器的阀机构
背景技术
三维(3D)打印可通过如下方式来产生3D物体,即:将例如粉末之类的构建材料的连续层添加到构建平台,然后在计算机控制下选择性地固化每一层的多个部分,以产生该3D物体。该构建材料可以是粉末或粉末状材料,包括金属、塑料、陶瓷、复合材料以及其他粉末。在一些示例中,该粉末可由短纤维形成或者可包括短纤维,该短纤维例如可已从长股或长缕材料被切成短的长度。所形成的物体可以是各种形状和几何构型,并且可使用例如3D模型之类的模型或其他电子数据源产生。制造可涉及激光熔化、激光烧结、热烧结、电子束熔化、热熔合等。模型和自动控制可有助于分层制造和增材制造。3D打印的物体可以是原型、中间零部件和组件以及最终用途产品。产品应用可包括航空航天零部件、机器零部件、医疗设备、汽车零部件、时尚产品以及其他应用。
附图说明
在下面的详细描述中并参考附图来描述某些示例。
图1是根据示例的3D打印机的示图。
图2是根据示例的具有新材料容器的3D打印机的示意图,该新材料容器通过新供给器将新构建材料排放到输送系统中。
图3是根据示例的3D打印机的框图。
图4A和图4B是根据示例的用于3D打印机的供应站的示意图。
图5是根据示例的用于3D打印机的供应站的前视图的示图。
图6是根据示例的用于3D打印机的供应站的透视图的示图。
图7是根据示例的构建材料容纳器的侧视图的示图。
图8是根据示例的构建材料容纳器的底视图的示图。
图9是根据示例的构建材料容纳器的剖视图。
图10是根据示例的构建材料容纳器的前部或首先插入部分的剖视图。
图11是根据示例的在构建材料容纳器的前部处接合螺旋阀(auger valve)的阀机构的剖视图。
图12是根据示例的用于在3D打印机中的供应站中的构建材料容纳器之间移动构建材料的方法的框图。
图13是根据示例的沿水平轴线对准的圆柱形保持架(cage)的示图,其图示了将构建材料容纳器固定在该圆柱形保持架中的锁定机构。
图14是根据示例的沿水平轴线的圆柱形保持架的底视图的示图,其图示了锁定机构。
图15是根据示例的在锁定件释放之前的锁定机构的示图。
图16A和图16B是根据示例的在锁定件释放之后的锁定机构的示图。
图17是根据示例的用于将构建材料容纳器固定在3D打印机的供应站中的方法的框图。
图18是根据示例的沿水平轴线的圆柱形保持架的示图,其图示了用于读取构建材料容纳器上的信息芯片的读取器机构。
图19是根据示例的保持构建材料容纳器的圆柱形保持架的剖视图。
图20是根据示例的读取器机构的示图,其图示了读取头、平台、制动器和制动致动器。
图21是根据示例的读取器机构和构建材料容纳器的剖视图,其中读取头处于收回位置。
图22是根据示例的读取器机构的示图,其中读取头处于收回位置。
图23是根据示例的读取器机构和构建材料容纳器的剖视图,其中读取头处于读取位置。
图24是根据示例的读取器机构的示图,其中读取头处于读取位置。
图25是根据示例的用于读取构建材料容纳器上的信息芯片的方法的框图。
图26是根据示例的附接到构建材料容纳器的非暂时性机器可读介质的框图。
图27是根据示例的用于操作用于3D打印机的供应站的方法的框图。
图28是根据示例的用于初始化供应站的方法的框图。
图29是根据示例的用于操作三维打印机中的供应站的控制器的框图。
图30是根据示例的用于初始化供应站的控制器的简化框图。
图31是根据示例的用于将构建材料引导至构建材料容纳器或再循环材料容器的再循环供应站中的构建材料机构的示图。
图32是根据示例的用于再循环供应站的转向阀(diverter valve)机构的透视图。
图33是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构的侧向剖视图。
图34是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构的剖视图。
图35是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构的另一剖视图。
图36是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构的另一剖视图。
图37是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构的另一剖视图。
图38是根据示例的用于操作再循环供应站中的转向阀机构的方法的框图。
图39是根据示例的与密封环接触的构建材料容纳器的头部的剖视图,该密封环允许该构建材料容纳器自由旋转。
图40是根据示例的在密封环和引导环移除之后的阀机构的面的示图。
图41是根据示例的图示了密封环的阀机构的面的示图。
图42是根据示例的密封环和引导环的后侧的示图。
图43是根据示例的安装有密封环和引导环的阀机构的面的示图。
图44是根据示例的用于密封供应站中的构建材料容纳器的方法的框图。
具体实施方式
三维打印机可由不同种类的粉末或粉末状构建材料形成3D物体。产生3D物体的3D打印机的成本可能与构建材料的成本有关。因此,可能期望3D打印机将再循环的材料用作构建材料。例如,再循环的构建材料可包括在3D打印过程期间使用但在该3D打印过程期间未固化的构建材料。一旦3D打印过程完成,这种未固化的构建材料就可被回收,并且可被指定为“再循环的构建材料”并在其他3D打印过程中重复使用。对于某些应用,在某些情况下,由于诸如产品纯度、强度和光洁度之类的原因,利用新材料可能有益处。对于某些应用,可使用新的和再循环的构建材料的混合,例如作为低成本和可接受的3D物体属性之间的折衷。例如,在一些示例中,从经济和质量二者的角度来看,使用大约20%的新构建材料和大约80%的再循环的构建材料可能是可接受的。取决于构建材料的属性和可接受的物体质量特性,可使用其他比例的新的和再循环的构建材料。
构建材料可以是干燥的或基本上干燥的粉末。在三维打印示例中,构建材料可具有介于大约5微米和大约400微米之间、介于大约10微米和大约200微米之间、介于大约15微米和大约120微米之间或介于大约20微米和大约70微米之间的基于体积的平均剖面粒径尺寸。合适的基于体积的平均粒径范围的其他示例包括大约5微米至大约70微米或者大约5微米至大约35微米。如本文中所使用的,基于体积的颗粒尺寸是与粉末颗粒具有相同体积的球体的尺寸。平均颗粒尺寸意在表示容纳器中的大多数基于体积的颗粒尺寸具有所提及的尺寸或尺寸范围。然而,构建材料可包括直径超出所提及范围的颗粒。例如,颗粒尺寸可被选择成有助于分配具有如下厚度的构建材料层,即:该厚度介于大约10微米和大约500微米之间,或介于大约10微米和大约200微米之间,或介于大约15微米和大约150微米之间。制造系统的一个示例可被预先设置成使用包括构建材料的构建材料容纳器来分配大约80微米的粉末状材料层,该构建材料具有介于大约40微米和大约60微米之间的基于体积的平均粒径。增材制造设备也可被构造或控制为形成具有不同层厚度的粉末层。
如本文所述,构建材料例如可以是半结晶热塑性材料、金属材料、塑料材料、复合材料、陶瓷材料、玻璃材料、树脂材料或聚合物材料,以及其他类型的构建材料。此外,构建材料可包括多层结构,其中每个颗粒包括多层。在一些示例中,构建材料颗粒的中心可以是玻璃珠,其具有包含塑料粘合剂的外层,以与其他颗粒附聚,以便形成该结构。可包括其他材料,例如纤维,以提供不同的属性,例如强度。
为了将再循环材料和新材料混合为用于某些3D打印机的构建材料,用户可使用3D打印机外部的额外占地空间和设备。在从3D打印机获取打印的3D物体时,用户还可依靠外围资源。然而,使用打印机外部的专用资源来混合构建材料和获取可能会增加成本、空间需求和溢出的风险。此外,在混合、添加和获取时手动处理构建材料可导致构建材料的交叉污染。
本文所述的示例提供了例如用于3D打印机的供应站,以有助于处理构建材料。这些供应站提供了从插入到这些供应站中的构建材料容纳器向内部或整合的材料处理系统添加新构建材料或再循环构建材料。这些供应站沿平行的水平轴线设置,以降低用于输送系统的空间,该输送系统用于移动构建材料,并且例如与可能沿竖直轴线安装的供应站相比,使得处理容纳器更加容易。
如本文中所使用的,水平表示这些供应站基本上平行于3D打印机所搁置的表面。这可处于平行于该表面的大约五度之内,在平行于该表面的大约10度之内,或者在平行于该表面的大约20度之内。此外,该3D打印机不需要完全水平来操作,而是当放置在处于水平的大约五度之内、水平的大约10度之内或者水平的大约20度之内的不平坦表面上时也可工作。
材料处理系统可混合再循环材料和新材料,以提供待用于3D打印过程中的构建材料混合物。本文所述的3D打印机还可在3D打印过程结束时提供过剩或未固化的构建材料的回收。所回收的材料可被保持在打印机中,以用于进一步的构建过程中。在一些示例中,回收的材料可被移动到构建材料容纳器中,该构建材料容纳器随后可从3D打印机中移除,以便储存、再循环或供以后使用。
图1是根据示例的3D打印机100的示图。3D打印机100可用于由例如构建平台上的构建材料来生成3D物体。该构建材料可以是粉末,并且尤其可包括塑料、金属、玻璃或者诸如塑料涂覆的玻璃粉末之类的涂覆材料。
打印机100可具有用于保持构建材料的内部材料容器的处于隔室102上方的覆盖件或面板。这些材料容器可通过供给器将构建材料排放到内部输送系统中以用于3D打印。打印机100可具有控制器,以调整供给器的操作,以维持期望的构建材料组分,包括构建材料中的材料的指定比例。这些内部材料容器可以是可通过用户接近隔室102而移除的。打印机100可具有壳体和用于处理构建材料的处于该壳体内部的部件。打印机100具有顶表面104、盖106以及门或检修面板108。检修面板108可在3D打印机100的操作期间锁定。打印机100可包括隔室110,其用于另一内部材料容器,例如回收材料容器,该回收材料容器从打印机100的构建封壳回收未熔合或过剩的构建材料。
如本文中详细描述的,构建材料可通过水平插入到供应站中的构建材料容纳器来添加或从3D打印机移除。所述供应站可包括用于添加新构建材料的新供应站112和用于添加再循环的构建材料的再循环供应站114。如示例中所述,再循环供应站114也可用于例如从回收材料容器卸载回收的构建材料。在一个示例中,可设置单个供应站,其可用于添加新构建材料以及用于从打印机移除再循环的构建材料二者。
在一些示例中,3D打印机100可使用打印液体以用于选择性熔合过程中或用于其他目的,例如装饰。对于采用打印液体的3D打印机100的示例,可包括打印液体系统116以接收和供应用于3D打印的打印液体。打印液体系统116包括筒接收器组件118,以接收并固定可移除的打印液体筒120。打印液体系统116可包括储存器组件122,其具有多个容器或储存器,用于容纳从插入到筒接收器组件118中的打印液体筒120收集的打印液体。可从这些容器或储存器将打印液体提供给3D打印过程,例如提供给构建封壳和构建平台上方的打印组件或打印杆。
3D打印机100还可包括与打印机100的计算系统或控制器相关联的用户控制面板或接口124。控制接口124和计算系统或控制器可提供打印机100的控制功能。3D物体在3D打印机100中的制造可处于计算机的控制之下。待制造的物体的数据模型和自动控制可指导分层制造和增材制造。例如,该数据模型可以是计算机辅助设计(CAD)模型、类似模型或其他电子源。如关于图29所述,该计算机系统或控制器可具有硬件处理器和存储器。该硬件处理器可以是微处理器、CPU、ASIC、打印机控制卡或其他电路。该存储器可包括易失性存储器和非易失性存储器。该计算机系统或控制器可包括例如指令、逻辑之类的固件或代码,其存储在存储器中,并通过处理器执行,以指导打印机100的操作并有助于本文论述的各种技术。
图2是根据示例的具有内部新材料容器202的3D打印机200的示意图,该内部新材料容器202通过新供给器204将新构建材料排放到输送系统206中。相同编号的物件如关于图1所述。打印机200可包括再循环材料容器208,以通过再循环供给器210将再循环构建材料排放到输送系统206。打印机200可具有控制器,以调整供给器204、210的操作,以维持用于3D打印的构建材料的组分和排放速率。此外,打印机200可包括回收材料容器212,以通过回收供给器214将回收的材料216排放到输送系统206中。输送系统206可将构建材料运送到分配容器218,该分配容器218可供应用于3D打印的构建材料。在所示示例中,分配容器218被设置在3D打印机200的上部中。此外,尽管在该示意图中为清楚起见,用于构建材料的输送系统206被描绘为处于3D打印机200的外部,但是输送系统206处于打印机200的壳体内部。
3D打印机200可在与构建封壳222相关联的构建平台220上由构建材料形成3D物体。3D打印可包括选择性层烧结(SLS)、选择性热烧结(SHS)、电子束熔化(EBM)、热熔合以及熔剂,或者其他3D打印和增材制造(AM)技术,以由构建材料生成3D物体。回收的构建材料224,例如未固化或过剩的构建材料,可从构建封壳222回收。回收的构建材料224可被处理并返回到回收材料容器212。
此外,打印机200可包括新供应站112和再循环供应站114,以保持用户沿水平或大致水平的轴线插入的构建材料容纳器。供应站112和114可相应地将用于3D打印的新的或再循环的构建材料提供给新材料容器202和再循环材料容器208。此外,输送系统206可将回收的材料216返回到再循环供应站114。回收的材料216可通过添加到插入再循环供应站114中的构建材料容纳器而被卸载,或者可通过再循环供应站114转移到再循环材料容器208。
最后,如所述,包括第一材料和第二材料的构建材料可以是粉末。粉末可以是具有狭窄尺寸分布的粒状材料,例如珠,或者可在气流中流动和输送的其他形状的小固体。如本文中所使用的,术语“粉末”作为构建材料例如可以指粉末状或类似粉末的材料,其可在3D打印作业中通过能源来分层和烧结,或者通过熔剂或熔剂和能源来熔合。在一些示例中,构建材料可使用例如溶剂粘合剂或反应促进剂之类化学粘合剂来形成为某一形状。例如,该构建材料可以是半结晶热塑性材料、金属材料、塑料材料、复合材料、陶瓷材料、玻璃材料、树脂材料或聚合物材料,以及其他类型的构建材料。
图3是根据示例的3D打印机300的框图。相同编号的物件如关于图1和图2所述。如该图中所示,材料流由沿输送线路或导管放置的标记箭头示出,这些输送线路或导管可分别标记。在该示例中,3D打印机300可具有新材料容器202,该新材料容器202通过例如旋转供给器、螺旋钻或螺旋供给器之类的供给器204将新材料排放到第一输送系统302中,该第一输送系统302可以是气动输送系统。供给器204可将新材料投放到输送系统302的导管中。供给器204可计量或调节材料排放,或者以其他方式有助于将期望量的新材料从新材料容器202分配到第一输送系统302中。另外,3D打印机300可包括再循环材料容器208,其通过供给器210将再循环材料排放到第一输送系统302中。
新材料容器202可具有重量传感器304和填充水平传感器306。同样,再循环材料容器208可具有重量传感器308和填充水平传感器310。如关于图29所述,打印机300的控制器312可响应于重量传感器304和308提供的材料排放量或速率的指示来调整供给器204和210的操作。该控制器可调整供给器204和210的操作,以维持新材料与再循环材料的期望比例。在本文所述的示例中,控制器312可控制构建材料从构建材料容纳器的分配,或者构建材料到构建材料容纳器的卸载。
3D打印机300可包括新供应站112,以将用于添加新构建材料的构建材料容纳器沿水平轴线保持在圆柱形保持架中。新材料容器302可从通过新供应站112保持的构建材料容纳器接收新构建材料。如本文所述,新供应站112可包括若干传感器和致动器,以确定是否存在构建材料容纳器,并控制构建材料从构建材料容纳器的分配。所述传感器可包括称重装置314,其可用于确定新供应站112和构建材料容纳器的重量。所述致动器可包括马达316,以使该圆柱形保持架沿第一角方向旋转,以将构建材料分配到新材料容器202。
圆柱形保持架的转数可用于控制从构建材料容纳器分配预期量的构建材料。因此,马达316可以是步进马达、伺服马达或者可用于控制转数和旋转速度的其他类型的马达。在一些示例中,具有受控速度的马达,例如使用脉冲宽度调制或脉冲频率调制的马达控制,可与对转数进行计数的传感器一起使用。例如,如本文所述的基本位置传感器可用于对旋转进行计数。
3D打印机300可包括再循环供应站114,以保持用于再循环的材料的构建材料容纳器。如针对新供应站112所述,再循环供应站114可包括若干传感器和致动器,以确定是否存在构建材料容纳器,并控制再循环的构建材料从构建材料容纳器的分配,例如分配到再循环材料容器中。所述传感器可包括称重装置318,其可用于确定再循环供应站114和构建材料容纳器的重量。所述致动器可包括马达320,以使圆柱形保持架沿第一角方向旋转,以将构建材料分配到再循环材料容器208。再循环供应站114还可使该圆柱形保持架沿与第一角方向相反的第二角方向旋转,以将回收或再循环的材料添加到构建材料容纳器。
新供应站112和再循环供应站114还可包括若干其他传感器和致动器322以提供功能,如本文中更详细地描述的。除其他之外,所述其他传感器和致动器322可包括锁定传感器,以确定构建材料容纳器是否固定在供应站中,并且包括位置传感器,以确定构建材料容纳器是否处于基本位置。如本文中所使用的,基本位置(base position)是构建材料容纳器在插入到供应站112或114之后的初始位置。在该基本位置,处于支撑结构上的传感器和致动器322可与该圆柱形保持架相互作用。此外,传感器和致动器322尤其是可包括致动器,以致动构建材料容纳器上的阀,例如打开或关闭该阀,或者使读取头前进到构建材料容纳器上的信息芯片。
如本文所述,打印机300可包括回收材料容器212,其通过回收供给器214将回收的材料216排放到第一输送系统302中。回收材料容器212可具有重量传感器324和填充水平传感器326。因此,除了来自再循环材料容器208的再循环材料和来自新材料容器202的新材料之外,构建材料328还可包括来自回收材料容器212的回收材料216。
输送空气可流过第一输送系统302。例如过滤歧管或开放导管之类的进气口可接收、吸入和/或过滤空气(例如,环境空气)作为用于第一输送系统302的输送空气。该空气也可用于下面论述的第二输送系统。第一输送系统302可运送构建材料328,例如相应地来自容器202和208的新材料和再循环材料的混合物。在某些情况下,构建材料328还可包括回收的材料216。在所示示例中,第一输送系统302可将构建材料328输送到与分配容器332相关联的分离器330。分配容器332可以是供给料斗。分离器330可包括旋风分离器、筛网、过滤器等。分离器330可使输送空气334与构建材料328分离。
在输送空气334已被分离之后,构建材料328可流入到分配容器332中。供给器336可从分配容器332接收构建材料,并将构建材料排放到构建材料处理系统338用于3D打印。分配容器332可具有填充水平传感器340。填充水平传感器340可测量并指示分配容器332中的构建材料的水平或高度。
第一输送系统302可通过转向阀342来转移构建材料328。转移的材料344可通过例如旋风分离器、过滤器之类的分离器348来发送到替代容器346。替代容器346可通过供给器350和转向阀352将转移的材料344排放到供应站114中的构建材料容纳器或排放到再循环材料容器208。如本文的示例中所述,转向阀352可以是阀机构的一部分,该阀机构用于从构建材料容纳器分配再循环的构建材料。
例如,当构建材料328主要是再循环材料或回收的材料216时,可发生通过转向阀342来转移构建材料328作为再循环材料344。这例如可通过将材料通过转向阀352转移到构建材料容纳器来执行以卸载材料。在其他示例中,再循环材料344可通过转向阀352发送到再循环材料容器208。与其他材料容器一样,替代容器346可具有填充水平传感器354。
与替代容器346相关联的分离器348可从构建材料328中去除输送空气356。在从构建材料328中去除输送空气356之后,构建材料328可从分离器348排放到替代容器346中。在所示示例中,来自分离器348的输送空气356可流动到Y形配件358,在那里输送空气356与来自与分配容器332相关联的分离器330的输送空气334组合。Y形配件358可以是具有两个入口和一个出口的导管配件。组合的输送空气360可被第一输送系统302的动力部件362从Y形配件358抽出,并被排放364到环境或另外的设备以进行进一步处理。在一些示例中,当组合的输送空气360被动力部件362抽出时,其可流过过滤器366。过滤器366可在输送空气360被排放364之前从输送空气360中去除颗粒。
动力部件362对第一输送系统302中的输送空气施加动力以运送构建材料。动力部件362可以是鼓风机、排泄器、喷射器、真空泵、压缩机或其他动力部件。因为第一输送系统302通常是气动输送系统,所以该动力部件通常可包括风机,例如离心风机、风扇、轴流风机等。
对于3D打印,如所提及的,分配容器332可通过供给器336将构建材料328排放到构建材料处理系统338。供给器336和构建材料处理系统338可越过构建平台368例如分层地提供期望量的构建材料328。构建材料处理系统338可包括供给设备、定量供给装置、构建材料施加器或粉末撒布器等,以将构建材料施加于构建封壳370中的构建平台368。打印机300可在构建平台368上由构建材料328形成3D物体。
在3D物体于构建平台368上完成或基本上完成之后,真空歧管372可将过剩的构建材料作为回收的材料从构建封壳370移除至第二输送系统374中。在一些示例中,不使用第二输送系统374。例如,过剩的构建材料可与3D物体一起被卸载,或通过独立的真空移除。
如果使用第二输送系统374,则其可输送回收的材料通过旋风分离器或过滤器376,以使回收的材料与输送空气378分离。输送空气378通过第二输送系统374的动力部件380排放。可包括过滤器以从输送空气378中去除微粒。动力部件380可以是鼓风机、风扇、排泄器、喷射器、真空泵或其他类型的动力部件。在该示例中,回收的材料可从旋风分离器或过滤器376排放并进入筛382,在那里可去除较大的颗粒,例如未结合到3D物体中的固化构建材料。筛382可具有填充水平传感器384,其监测筛382中的固体材料的水平或高度。
在分离较大的颗粒之后,回收的构建材料可进入回收材料容器212。在一些示例中,如虚线396所示,回收的材料可绕过旋风分离器或过滤器376、筛382和回收材料容器212,并流入到第一输送系统302的导管中。3D打印机300的容器、输送系统和相关设备可包括例如压力传感器和温度传感器之类的仪器。
3D打印机300可将物体制造为用于航空航天(例如,飞机)、机械零部件、医疗装置(例如,植入物)、汽车零部件、时尚产品、结构和导电金属、陶瓷等的原型或产品。在一个示例中,通过3D打印机300形成的3D物体是机械零部件,其可以是金属或塑料,并且可与通过例如注射成型或吹塑成型之类的其他制造技术产生的机械零部件等同或相似。
本文所提供的示例描述了用于将构建材料移入到3D打印机中和从3D打印机中移出的供应站。可在构建材料容纳器中提供材料,该构建材料容纳器可随新构建材料一起购买,并在清空的情况下用于再循环构建材料。为了获得进一步的灵活性,可在空的时候购买构建材料容纳器,以存储从3D打印机卸载的构建材料。当更改3D打印机中使用的构建材料的类型时,这可能是方便的。
为了执行这些功能,构建材料容纳器可被水平或基本上水平地固定于支撑在供应站中的固定支撑结构中的圆柱形保持架中。该供应站可通过使阀沿水平轴线向外滑动而打开处于构建材料容纳器的端部的中央的阀。然后,该供应站可通过使圆柱形保持架沿适当的方向围绕水平轴线旋转而使材料移入或移出构建材料容纳器。使圆柱形保持架沿第一角方向旋转可用于从构建材料容纳器分配构建材料,而使圆柱形保持架沿第二或相反的角方向旋转可用于将构建材料添加回到构建材料容纳器中。这些操作关于图4A和图4B来更详细地论述。
图4A和图4B是根据示例的用于3D打印机的供应站112和114的示意图。相同编号的物件如关于图1和图3所述。在图4A中,新供应站112可位于比再循环供应站114稍高的水平处,这是因为新供应站112未被构造成将再循环材料添加到构建材料容纳器,并且因此,不那么需要新供应站112上方的空间。相比之下,再循环供应站114可分配再循环构建材料404或者可接受回收的构建材料406。图4A中所示的供应站112和114的成角度的放置,例如其中新供应站112处于较高的水平处,可允许供应站112和114被放置得更靠近在一起,从而进一步节省3D打印机中的空间。
供应站112和114中的每一个具有保持圆柱形保持架410的固定支撑结构408。驱动马达409可用于在相应的供应站112或114中旋转圆柱形保持架410。对于再循环供应站114,驱动马达409可使圆柱形保持架410沿任一角方向旋转,以便从构建材料容纳器分配构建材料或向构建材料容纳器添加构建材料。
在供应站112和114二者中,圆柱形保持架410具有平坦表面412。构建材料容纳器414在底部上具有相应的平坦表面416,该平坦表面416靠置在圆柱形保持架410的平坦表面412上。因此,构建材料容纳器414可沿水平轴线420插入418到供应站中,如图4B中的再循环供应站114中所示。平坦表面412将构建材料容纳器414定向在供应站112或114中的基本位置。该基本位置有助于使读取头422与安装到构建材料容纳器414的信息芯片424对准。
当构建材料容纳器414被插入供应站112或114中时,锁定机构426可释放锁定件428,该锁定件428接合构建材料容纳器414中的相应凹陷部430。一旦锁定件428如锁定传感器432所确定的被接合,则读取头422可通过读取器马达434朝向信息芯片424前进。当信息芯片424被读取或写入时,制动器436可用于将圆柱形保持架410保持在基本位置。在本文所述的一些示例中,当读取头422朝向信息芯片424移动时,可应用制动器436。可通过位置传感器438来确定圆柱形保持架410处于基本位置。如果信息芯片424上的信息指示问题,例如构建材料容纳器414中的材料类型不正确,则锁定件马达440可用于收回和释放锁定件428,以允许移除构建材料容纳器414。
如果信息芯片424上的信息指示材料类型是正确的,则可称重构建材料容纳器414。这可使用供应站112或114上的应变仪442来执行。固定支撑结构408可使用枢轴杆444来安装在打印机中。枢轴杆444可允许固定支撑结构408抵靠应变仪442。如本文所述,构建材料容纳器414中的构建材料可能不是水平的,并且因此,圆柱形保持架410可使用马达409来回摆动,并停在每一侧上的高点处,以从应变仪442获取读数。这些读数可被平均以确定固定支撑结构408的重量,该重量随后可被用于确定构建材料容纳器414的重量。如果从信息芯片424读取的构建材料容纳器414的重量与预期重量不匹配,则圆柱形保持架410可返回到基本位置,并且锁定件马达440可收回并释放锁定件428,以允许移除构建材料容纳器414。在示例中,预期重量与测量重量的匹配可在大约5%、大约10%或大约15%的范围内。针对匹配的误差范围可基于所涉及的材料来选择,例如,具有增加的自聚率(rate of self-agglomeration)的材料可具有更高的临界角,从而导致重量测量中的误差增加。这可使得选择较高的误差范围更加适当。相反,容易流动的材料可能具有非常低的临界角,从而使得重量测量更加精确,从而导致选择减小的误差范围用于匹配。这可能会阻止使用已从3D打印机外部重新填充了构建材料的构建材料容纳器,在这种情况下,可能无法验证添加到构建材料容纳器的材料的类型。这有助于防止在3D打印机中使用不兼容或不合适的构建材料。
新供应站112具有分配阀机构446,以打开构建材料容纳器414上的螺旋阀448。然后,使保持构建材料容纳器414的圆柱形保持架例如沿顺时针方向旋转可用于从构建材料容纳器414分配新构建材料402。随着构建材料容纳器414旋转,模制到构建材料容纳器414中的螺旋嵌入槽450可使构建材料朝向构建材料容纳器414的前部移动。位于构建材料容纳器414的头部454中的阿基米德螺旋件(Archimedes screw)452可将材料从构建材料容纳器414的侧壁输送到处于头部454的中央的螺旋阀448。然后,螺旋阀448可将材料输送到分配阀机构446中。一旦例如如通过构建材料容纳器414的设定旋转数所确定的已分配了期望量的材料,分配阀机构446随后就可关闭螺旋阀448。
类似地,再循环供应站114具有转向阀机构456。当分配材料时,转向阀机构456可按照与新供应站112的分配阀机构446相似的方式工作。然而,转向阀机构456也可允许将回收的构建材料406卸载到构建材料容纳器414。当转向阀机构456打开构建材料容纳器414上的螺旋阀448时,转向阀可将回收的构建材料406引导至螺旋阀448上。保持构建材料容纳器414的圆柱形保持架可沿与分配功能相反的方向旋转,例如沿逆时针方向旋转。螺旋阀448将材料输送到阿基米德螺旋件452,该阿基米德螺旋件452将材料引导至构建材料容纳器414的侧壁。构建材料容纳器414中的槽可帮助将来自阿基米德螺旋件452的材料输送回到构建材料容纳器414中。
此外,卸载功能可以比分配功能更快的旋转速率执行。例如,分配功能可通过如下方式来执行,即:使保持构建材料容纳器414的圆柱形保持架410沿第一角方向以大约每分钟60转(rpm)、45rpm、30rpm或更小的每分钟转数来旋转。相比之下,卸载或重新填充功能可通过如下方式执行,即:使保持构建材料容纳器414的圆柱形保持架410沿第二角方向以大约90rpm、120rpm或更高的每分钟转数来旋转。
转向阀机构456还可用于绕过构建材料容纳器414。例如,当转向阀机构456处于螺旋阀448的关闭位置时,转向阀可引导回收的构建材料406经过再循环供应站114,如线458所示,并进入到关于图2所述的再循环材料容器208中。
以下附图中示出了关于图4A和图4B所述的结构特征的更详细的示例。可注意到,虽然附图提供了包括详细结构的实施方式的示例,但权利要求不限于示例中所示的结构,而是覆盖了实现相同操作的其他结构。例如,圆柱形保持架410可由具有其他几何轮廓的保持架替代。此外,在一些示例中,可在不使用圆柱形保持架410的情况下直接旋转构建材料容纳器414。
图5是根据示例的用于3D打印机的供应站112和114的前视图的示图。相同编号的物件如关于图1、图3和图4所述。图5图示了从圆柱形保持架410的平坦表面412向上突出的致动表面502。致动表面502靠近分配阀机构446或转向阀机构456朝向供给站112或114的后部设置。还参考图4,当构建材料容纳器414被插入到供应站112或114中时,构建材料容纳器414的下部前表面接触致动表面502。构建材料容纳器414的进一步插入使致动表面502移动并且释放将构建材料容纳器414固定在供应站112或114中的锁定件428。
如针对再循环供应站114所示,马达409可通过传动带504耦接到圆柱形筒410,该传动带504穿过双向带张紧器506。双向带张紧器506允许马达409使圆柱形保持架410沿任一方向旋转,例如,沿第一角方向508旋转以便从构建材料容纳器414分配材料,或者沿第二角方向510旋转以便将材料添加到构建材料容纳器414。取决于构建材料容纳器414的设计,用于这些操作的角方向508和510可与所示的角方向相反。类似的耦接被用于新供应站112,但是其被固定支撑结构408的部分512遮盖。对于供应站112和114二者,使构建材料容纳器414沿角方向508和510中的每一个来回旋转可用于称重构建材料容纳器414中的材料,以例如补偿构建材料容纳器414中的休止角,如本文所述。
图5中还可见读取器和制动机构514。这关于图20至图26来更详细地论述。
图6是根据示例的用于3D打印机的供应站112和114的透视图的示图。相同编号的物件如针对先前附图所述。在图6中,可看到在供应站112和114二者中锁定件428从圆柱形保持架410的平坦表面412向上伸出。这是为将构建材料容纳器414固定到供应站112或114中锁定件428将处于的位置。
图7是根据示例的构建材料容纳器414的侧视图的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。这是构建材料容纳器414的可能外观的一个示例。取决于供应站112和114的设计,其他构造可用于构建材料容纳器414。在该示例中,相对于插入到供应站112和114中,当构建材料容纳器414沿顺时针角方向旋转时,模制到构建材料容纳器414中的螺旋450的设计有助于使构建材料朝向头部454移动。
在一些示例中,用于新供应站112的构建材料容纳器414可不同于用于再循环供应站114的构建材料容纳器414。这可用于防止将再循环构建材料404添加到新材料容器202或将新构建材料402添加到再循环材料容器208。如本文所述,信息芯片424的使用也可帮助防止这种情况。
构建材料容纳器414可由任何数量的材料形成。这些材料可包括高密度聚乙烯(HDPE)、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮(PEEK)等。构建材料容纳器414的包括螺旋阀448和阿基米德螺旋件452的头部454可由与构建材料容纳器414的主体相同或不同的材料制成。
除其他技术之外,构建材料容纳器414可通过吹塑成型、滚塑成型或3D打印形成。构建材料容纳器414的头部454的部件,包括螺旋阀448和阿基米德螺旋件452,可通过注射成型、3D打印或机加工以及其他技术来形成。在本文所述的一些示例中,构建材料容纳器414、构建材料容纳器454的头部或两者由高密度聚乙烯制成。
图8是根据示例的构建材料容纳器414的底视图的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。构建材料容纳器414的底视图示出了可接合关于图1所述的供应站112和114的平坦表面412的相应平坦表面416。该底视图还图示了凹陷部430,其接合锁定件428,以将构建材料容纳器414固定在供应站112或114中。
除了使构建材料容纳器与供应站112或114对准之外,平坦底部416还使得构建材料容纳器414的存储更加容易。构建材料容纳器414可搁置在该平坦底部上而不会翻滚。
图9是根据示例的构建材料容纳器414的剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。如图9中所示,构建材料容纳器414的头部454包括阿基米德螺旋件452,以随着构建材料容纳器围绕水平轴线420旋转904而在构建材料容纳器414的侧壁902和处于构建材料容纳器414的中央的螺旋阀448之间输送材料。螺旋阀448被构造成在构建材料容纳器414的内部与构建材料容纳器414的外部之间输送构建材料,例如,将构建材料输送到分配阀机构446或往返转向阀机构456输送构建材料。
图10是根据示例的构建材料容纳器414的前部部分的剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。螺旋阀448的前部具有附接点1002,以允许螺旋阀448沿水平轴线420移入到构建材料容纳器414中和从构建材料容纳器414中移出。这允许将构建材料容纳器414打开以便分配或接收构建材料。
图11是根据示例的在构建材料容纳器的前部处接合螺旋阀448的阀机构的剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。在该示例中,该阀机构是再循环供应站114的转向阀机构456。然而,类似的机构可被包括在新供应站112的分配阀机构446中。
牵拉机构1102与螺旋阀448的附接点1002接合。致动机构1104,例如缚到马达的螺钉或其他动力致动器,可使螺旋阀448沿水平轴线420移入或移出构建材料容纳器414。牵拉机构1102没有紧紧地抓持或以其他方式接合附接点1002,从而允许附接点1002和螺旋阀448随构建材料容纳器414一起旋转。
图12是根据示例的用于在3D打印机中的供应站中的构建材料容纳器之间移动构建材料的方法1200的框图。当构建材料容纳器被锁定在供应站中时,方法1200开始于框1202处。
在一个示例中,构建材料容纳器的平坦底部可与供应站中的圆柱形保持架的平坦表面对准。然后,构建材料容纳器可沿水平轴线滑入到供应站中,并与致动表面接触。随着构建材料容纳器被进一步推入到供应站中,该致动表面被向内推,从而释放从该平坦表面向上伸出的锁定件。该锁定件接合构建材料容纳器的平坦底部上的凹陷部,从而将构建材料容纳器固定在供应站中。
在框1204处,可例如通过牵拉机构来接合处于构建材料容纳器的一端的中央的阀。在框1206处,该阀例如可通过如下方式来打开,即:使其沿水平轴线部分地从构建材料容纳器中滑出,该水平轴线沿构建材料容纳器的中心向下延伸。
在框1208处,构建材料容纳器可沿第一角方向持续旋转,以通过阿基米德螺旋件将构建材料例如从构建材料容纳器的侧壁或边缘输送到该阀。如本文所述,该阀可以是螺旋阀,其构造成从阿基米德螺旋件接受构建材料并将其从构建材料容纳器中向外输送。在框1210处,通过该阀从构建材料容纳器分配构建材料。
图13是根据示例的沿水平轴线420对准的圆柱形保持架410的示图,其图示了将构建材料容纳器414固定在圆柱形保持架410中的锁定机构426。相同编号的物件如先前附图中所述。
如本文所述,当构建材料容纳器414滑入到圆柱形保持架410中时,其例如在圆柱形保持架410的后部1302附近接触致动表面502。构建材料容纳器414抵靠该致动表面的进一步压力可使弹簧加载的杆1304移动,并将锁紧机构1306从锁定件428拉出。锁定件428可以是弹簧加载的,并且一旦被释放,就可向上移动到圆柱形保持架410中。如本文所述,当锁定件428向上移动到圆柱形保持架410中时,它可接合构建材料容纳器414中的凹陷部。
释放机构1308可用于收回锁定件428,以从圆柱形保持架410释放构建材料容纳器414。释放机构1308可包括锁定件马达440,以驱动该释放机构。耦接到该马达的齿轮1310可驱动棘爪1312,该棘爪1312接合释放杆1316上的附接件1314。随着释放杆1316被棘爪1312拉动,锁定件428返回到初始位置,例如收回到平坦表面412下方的圆柱形保持架410的底部中。然后,锁紧机构1306可与锁定件428重新接合,从而将其锁定就位,并允许将构建材料容纳器414从圆柱形保持架410移除。
当锁定件428被释放时,标志1318可从初始位置移动到锁定位置。锁定传感器432可用于检测标志1318的状态变化,从而确定构建材料容纳器414被固定在圆柱形保持架410中。
锁紧机构1306可被构造在圆柱形保持架410的平坦表面412下方。释放机构1308被安装到在该图中未示出的固定支撑结构408。因此,当圆柱形保持架410处于基本位置时,棘爪1312可接合释放杆1316上的附接件1314。当圆柱形保持架410旋转时,棘爪1312不接合附接件1314。
可通过位置传感器438来执行圆柱形保持架410是否处于基本位置的确定。在该示例中,位置传感器438可以是光学传感器,其确定从圆柱形保持架中的平坦表面412伸出的金属突出部1320是否阻挡光束。在其他示例中,除光学传感器之外或代替光学传感器,可使用其他传感器。例如,该位置传感器可以是检测安装在圆柱形保持架410上的磁体的霍尔效应传感器、检测安装在圆柱形保持架410上的反射表面的光学传感器等。
图14是根据示例的沿水平轴线420的圆柱形保持架410的底视图的另一示图,其图示了锁定机构426。相同编号的物件如关于先前附图所述。图14提供了在锁定件428已被释放以例如将构建材料容纳器固定在圆柱形保持架410中之后的锁定机构426的另一透视图。致动表面502已远离圆柱形保持架410的开口1402被向后推。如本文所述,锁定机构426与圆柱形保持架410一起旋转,从而例如在由位置传感器438确定的基本位置与锁定传感器432相互作用。如图15中所示,通过移除圆柱形保持架410,可更清楚地看到锁定机构426。
图15是根据示例的在锁定件428释放之前的锁定机构426的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。在图15中,锁紧机构1306与锁定件428接合。锁紧机构1306可以是板,其靠置在锁定件428的前部处的槽1502中。
锁定件428可通过弹簧加载的枢轴1504来支撑。当致动表面502被推回1506时,弹簧加载的杆1304将锁紧机构1306从锁定件428中的槽1502中拉出。这允许锁定件428向上1508移动,例如移入到圆柱形保持架410中,以接合构建材料容纳器414中的凹陷部430,从而将构建材料容纳器414固定在圆柱形保持架410中。参考图16A和图16B来描述锁定件处于释放位置的锁定机构426。
图16A和图16B是根据示例的在锁定件428释放之后的锁定机构426的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。在该示例中,锁定件428是单一结构,但具有向上1508移动以与构建材料容纳器414接合的两个叉齿1604。当锁定件428被释放时,标志1318也可以向上的方式1602移动。这可将标志1318从锁定传感器432移除,从而指示构建材料容纳器414已被锁定到圆柱形保持架410中。在一些示例中,功能可能相反,例如,当构建材料容纳器414被锁定到位时,将标志放置到可检测位置。
在图16B中,可看到释放杆1316被附接到横向件1606,该横向件1606靠在锁定件428中的凸轮1608或倾斜表面上。当棘爪1312向后1610拉释放杆1316时,横向件1606使凸轮1608向上滑动,从而将锁定件428向下拉。当锁定件428上的槽1502到达锁定机构1306时,弹簧加载的杆1304将锁定机构1306推回到槽1502中。随着锁定件428被向下1612拉,构建材料容纳器414被释放。
图17是根据示例的用于将构建材料容纳器固定在3D打印机的供应站中的方法的框图。当构建材料容纳器被插入到供应站中的圆柱形保持架中时,该方法开始于框1702处。构建材料容纳器可被滑入到圆柱形保持架中,直到它接触致动表面。在框1704处,构建材料容纳器被推靠致动表面,以促使该致动表面移动。
在框1706处,当致动表面移动时,锁定件从支撑表面被释放,以固定构建材料容纳器。如本文所述,锁定件可从圆柱形保持架中的平坦表面向上被释放,以接合构建材料容纳器的底表面上的凹陷部。
图18是根据示例的沿水平轴线420的圆柱形保持架410的示图,其图示了用于读取构建材料容纳器414上的信息芯片424的读取器机构514。相同编号的物件如关于先前附图所述。为了简化附图,可能未标记关于其他附图描述的结构。信息芯片424可以是非易失性或非暂时性的机器可读存储器,如关于图26所述。信息芯片424可包括安全机制,例如加密技术,以防止在不正确的情况下进行写入,例如,在3D打印机外部写入不正确的材料特性(identity)或重量。
读取器机构514可包括读取头422,以读取构建材料容纳器414上的信息芯片424,如关于图4所述。读取头422可具有弹簧接触件1802,以与信息芯片424的顶表面上的接触垫形成电连接。
读取头422可被安装在平台1804上,该平台1804保持读取器马达434或例如步进马达、伺服马达、线性马达之类的其他动力致动器,以使读取头422相对于信息芯片移动,例如朝向或远离信息芯片424移动。当读取头422接触信息芯片424时,制动器436可通过将圆柱形保持架410保持就位来防止构建材料容纳器414的旋转。制动器436可以是具有叉齿1806的弹簧加载的板,该叉齿1806被设计成沿圆柱形保持架410插入到凹陷部1808中,从而防止圆柱形保持架410旋转。
制动致动器1810可被耦接到平台1804并与读取头422一起移动。制动致动器1810可包括倾斜表面1812,该倾斜表面1812在读取头被拉离圆柱形保持架410和固定在圆柱形保持架410中的构建材料容纳器414时将制动器436的叉齿1806从圆柱形保持架410的凹陷部1808中向外抬起。当制动致动器1810与读取头422一起朝向圆柱形保持架410和固定在圆柱形保持架410中的构建材料容纳器414向前移动时,倾斜表面1812允许制动器436的叉齿1806接合圆柱形保持架410上的凹陷部1808。
图19是根据示例的保持构建材料容纳器414的圆柱形保持架410的剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。信息芯片424可被安装在构建材料容纳器414的头部454的外表面1902上,例如靠近螺旋阀448。
图20是根据示例的读取器机构514的示图,其图示了读取头422、平台1804、制动器436和制动致动器1810。相同编号的物件如关于先前附图所述。在该示例中,读取头422被收回,并且因此,制动致动器1810的倾斜表面1812抬起制动器436的叉齿1806。因此,将允许圆柱形保持架410在该位置自由旋转。
V形结构2002可用于使读取头422与信息芯片对准。这可在V形结构2002与构建材料容纳器上的突出部重叠时执行。这关于图23进一步描述。
图21是根据示例的读取器机构514和构建材料容纳器414的剖视图,其中读取头422处于关于图20所述的收回位置。相同编号的物件如关于先前附图所述。在该示例中,当制动器436将被收回时,圆柱形保持架410将自由地旋转构建材料容纳器414。这关于图22进一步论述。
图22是根据示例的读取器机构514的示图,其中读取头处于收回位置。相同编号的物件如关于先前附图所述。如图22中所示,制动致动器1810的倾斜表面1812远离圆柱形保持架410保持制动器436。这防止了叉齿1806与圆柱形保持架410的凹陷部1808接合,从而允许圆柱形保持架410自由旋转。
该图还图示了辊2202,其可用于将圆柱形保持架410支撑在固定支撑结构408中。辊2202允许圆柱形保持架410在固定支撑结构408内旋转。
图23是根据示例的读取器机构和构建材料容纳器414的剖视图,其中读取头422处于读取位置。相同编号的物件如关于先前附图所述。
读取器机构514可包括对准元件,以将读取头422与信息芯片424对准。在该示例中,该对准元件包括对准槽2302,该对准槽2302与构建材料容纳器414的头部454上的对准突出部2304接合。如所示,对准槽2302包括V形结构2002,以与对准突出部2304重叠并且引导至对准槽2302的后部处的狭窄开口2306中。
当读取器机构514具有处于读取位置的读取头422时,所述制动器可被接合,以防止构建材料容纳器414的任何移动,这关于图24进一步论述。
图24是根据示例的读取器机构的示图,其中读取头处于读取位置。相同编号的物件如关于先前附图所述。如图24中所示,制动致动器1810的倾斜表面1812远离制动器436移动,从而允许制动器436朝向圆柱形保持架410移动。这允许叉齿1806与圆柱形保持架410的凹陷部1808接合,从而防止圆柱形保持架410旋转。
图25是根据示例的用于读取构建材料容纳器上的信息芯片的方法2500的框图。方法2500开始于框2502处,其中检测到构建材料容纳器已被固定在供应站中。如本文所述,这可通过检测到与锁定件相关联的标志已移动来完成。
在框2504处,确定构建材料容纳器是否处于基本位置。如本文所述,这可通过检测与圆柱形保持架的位置相关联的突出部来完成。
在框2506处,可应用制动器以将构建材料容纳器保持在基本位置并防止旋转。这可通过在读取头朝向构建材料容纳器上的信息芯片移动时在圆柱形保持架上应用制动器来完成。在框2508处,使读取头前进以电接触信息芯片。
在框2510处,可与信息芯片交换信息。这可包括从信息芯片读取参数,例如,构建材料容纳器的预期重量、构建材料容纳器中的构建材料的特性等。参数可被写入到信息芯片,例如构建材料容纳器的新重量、待从构建材料容纳器分配的构建材料的预计量、待添加到构建材料容纳器的构建材料的预测量或者它们的任何组合。
一旦与信息芯片的信息交换完成,读取头就可从与信息芯片的接触中撤回。例如,当读取头移回时,可从构建材料容纳器释放制动器。
图26是根据示例的附接到构建材料容纳器的非暂时性机器可读介质2600的框图。相同编号的物件如关于先前附图所述。该非暂时性机器可读介质可以是附接到构建材料容纳器的信息芯片424。例如,处于打印机的控制系统中的处理器2602可通过读取器机构514来访问该非暂时性机器可读介质,如箭头2604所示。
非暂时性机器可读介质2600可包括代码2606,以指导处理器2602实施构建材料程序,例如从构建材料容纳器分配预定量的构建材料,将预定量的构建材料添加到构建容纳器等。这还可包括用于使用构建材料容纳器中的构建材料、例如其他类型的构建材料的特殊指令,或者可与构建材料一起使用的条件,例如熔剂、熔合设置等。此外,该构建材料程序可在打印机确定程序之后被写入到非暂时性机器可读介质2600。将构建材料程序写入到信息芯片可在程序期间断电的情况下提供备份。
非暂时性机器可读介质2600还可包括用于构建材料容纳器的参数。这些参数可以是初始重量参数2608,其在执行构建程序之前提供所插入的构建材料容纳器的预期重量。这些参数可包括最终重量参数2610,其在已从构建材料容纳器分配构建材料或向构建材料容纳器添加构建材料之后提供构建材料容纳器的预期重量。
其他参数和程序也可被存储在非暂时性机器可读介质2600上。例如,非暂时性机器可读介质2600可包括构建材料容纳器中的构建材料的材料类型。代码可被存储在非暂时性机器可读介质2600上,以指导处理器响应材料类型和预期材料类型之间的不匹配。这些程序可替代或补充3D打印机上的控制器所存储的程序。
图27是根据示例的用于操作用于3D打印机的供应站的方法2700的框图。当3D打印机接收作业指令时,方法2700开始于框2702处。这些作业指令尤其是可从3D打印机上的控制面板输入到3D打印机的控制系统中,通过网络发送或获取,或者从存储装置读取。该存储装置可包括拇指驱动器、光盘驱动器、构建材料容纳器上的信息芯片等。
一旦3D打印机已处理这些指令,则在框2704处,其可解锁供应站上方的门。例如,如关于图1所述,门108可允许接近新供应站112和再循环供应站114二者。
用户可执行若干动作以通过供应站添加构建材料。例如,在框2706处,用户可打开通向供应站的解锁的门。标记为2708的一组框中示出了构建材料容纳器的安装程序。
作为安装程序2708的一部分,在框2710处,用户可从保持期望的构建材料的构建材料容纳器移除帽。该构建材料可以是新构建材料,或者再循环的构建材料。在框2712处,用户可利用供应站来定向构建材料容纳器。例如,构建材料容纳器上的平坦底部可被设置在供应站中的圆柱形保持架中的平坦表面上。然后,在框2714处,用户可安装构建材料容纳器。在一个示例中,这可通过如下方式来执行,即:将构建材料容纳器推入到供应站中,直到构建材料容纳器接触致动表面。然后,用户可抵靠致动表面推构建材料容纳器,直到构建材料容纳器被固定。
在框2716处,锁定件被释放,以在致动表面移动时固定构建材料容纳器。锁定件的释放可通过3D打印机来检测,并且在框2718处,可激活读取器机构。3D打印机的控制器可确认构建材料容纳器处于基本位置或旋转起始位置,并且锁定件固定。在框2720处,读取器机构可使读取头前进,以与构建材料容纳器上的信息芯片形成电连接。
在框2722处,确定是否已读取信息芯片以及所获得的信息将构建材料容纳器识别为正确材料类型的容纳器。例如,如果信息芯片读取失败,未正确识别或识别出构建材料容纳器保持不正确的构建材料,则读取操作失败。过程控制在框2724处继续,在那里读取器机构将读取头从信息芯片撤回。
在框2726处,锁定件可被收回,以从供应站释放构建材料容纳器。然后,在框2728处,用户可从供应站移除构建材料容纳器,并且在框2730处,将帽放回构建材料容纳器上。然后,在框2732处可提示用户安装下一个构建材料容纳器,例如,返回到框2710以开始于下一个构建材料容纳器。在一些示例中,如果用户直接移动以打开下一个构建材料容纳器的帽以便插入,则不提供提示。
如果在框2722处读取成功,则在框2734处,确定是否已安装用于特定构建操作的所有供应装置。例如,这可包括确定是否已将足够量的新构建材料和再循环构建材料添加到打印机。如果不是,则处理流程返回到框2732以安装下一个供应装置或其他供应装置,例如熔合液体容纳器。例如,如果构建需要添加保持新构建材料的单个构建材料容纳器,保持再循环构建材料的单个构建材料容纳器以及熔合液体等,则在框2734处的确定可继续循环回到框2732,直到所有材料已被添加。
如果已在框2734处安装所有供应装置,则在框2736处,用户可关闭供应站的门。在框2738处,3D打印机的控制器可将供应站上方的门锁定。
在框2740处,3D打印机的控制器可称重已安装的构建材料容纳器。如本文的示例中所述,这可通过从应变仪获取多个读数来执行,该应变仪支撑保持构建材料容纳器的供应站。例如,在从应变仪获取第一读数之前,构建材料容纳器可从基本位置顺时针旋转一定角度,然后在从应变仪获取第二读数之前,从基本位置逆时针旋转相同的角度。当构建材料被堆积在构建材料容纳器的一侧或另一侧处时,可执行此操作以获得精确的读数。
该角度可由构建材料中该类型的构建材料的临界休止角(critical angle ofrepose)来确定。该临界休止角是在不会塌落的情况下可堆积的该类型的构建材料的最陡角度。根据构建材料的类型以及材料颗粒之间的摩擦系数,该角度可在0°和90°之间。例如,该角度可以是在每个方向上距基本位置20°,在每个方向上距基本位置45°,在每个方向上距基本位置90°,或者它们之间的任何角度。然后,可使用在这两个角度处获得的测量结果来计算构建材料容纳器的重量。
在框2742处,可确定从信息芯片读取的预期重量是否与为构建材料容纳器确定的重量匹配。如果在框2742处重量不匹配,则可以消息向用户报警,并且在框2746处控制器可解锁门。在框2748处,用户可打开门,并且处理流程可返回到框2724,以允许移除构建材料容纳器。
在框2743处,可进行准备以从构建材料容纳器分配构建材料或将构建材料添加到构建材料容纳器。例如,可对新材料容器、再循环材料容器、回收材料容器等中的构建材料的水平、重量或两者进行测量。此外,在将构建材料添加到构建材料容纳器之前,可由重量确定保持再循环材料的构建材料容纳器中的材料量。
在框2744处,读取器机构可使读取头前进,以与构建材料容纳器上的信息芯片形成电连接。如本文所述,可在读取头前进之前进行构建材料容纳器处于基本位置的确认。在框2746处,可读取信息芯片以确定构建材料容纳器的参数,或者信息芯片可用将要执行的程序来写入,或者两者。
将程序写入到信息芯片可在程序期间3D打印机断电的情况下提供备份。例如,在框2748处,可估计用于分配预定量的构建材料的转数。这可被写入到信息芯片。在框2750处,可通过读取器机构使读取头脱离,例如,释放构建材料容纳器上的制动器。
在框2752处,确认是否将分配构建材料。如果是这样,则处理流程进行到分配程序2754。该分配程序开始于框2756处,在那里例如可通过读取信息芯片来更新材料属性。在框2758处,可打开构建材料容纳器上的阀,例如,可沿水平轴线将螺旋阀从构建材料容纳器中拉出。在框2760处,构建材料可从构建材料容纳器分配,例如分配到新材料容器或再循环材料容器中。从构建材料容纳器分配构建材料可涉及使保持构建材料容纳器的圆柱形保持架旋转,如本文所述。为了确定分配程序2754是否完成,在框2762处,可确定目标容器是否充满,或者转数是否已达到估计的转数。如果否,则处理流程返回到分配程序2754中的框2760,继续。
如果分配程序2754已完成,则在框2764处,可停止圆柱形保持架的旋转。在框2766处,例如可通过使螺旋阀沿水平轴线滑回到构建材料容纳器中来关闭构建材料容纳器上的阀。在框2768处,例如,如关于框2740所述,可称重构建材料容纳器。在框2770处,可如本文所述接合读取器。在框2772处,可读取或写入信息芯片。例如,构建材料容纳器的新重量可被写入到信息芯片。此外,由于可能不再需要备份,因此可从信息芯片移除完成的程序。
在框2774处,可确定是否应将构建材料容纳器替换为满的构建材料容纳器。如果是这样,则处理流程可进行到框2776,以确定构建操作或打印作业是否完成。如果不是,则处理流程可进行到框2746以解锁门,并允许插入另一构建材料容纳器。如果在框2776处确定作业完成,则处理流程可进行到框2702,以等待针对另一作业的作业指令。
如果在框2774处确定不应将构建材料容纳器替换为满的构建材料容纳器,则处理流程可进行到框2778,以确定是否应在例如再循环供应站中用空的容纳器替换构建材料容纳器。如果是这样,则方法2700可进行到框2776以确定作业是否完成。如果不是,则处理流程可进行到框2780,以确定是否要将构建材料添加到构建材料容纳器。
如果要将构建材料添加到构建材料容纳器,则在框2782处,旋转方向可被设置为用于向构建材料容纳器添加材料的角方向。在本文所述的示例中,这针对再循环供应站执行。一旦设置了旋转方向,处理流程就进行到填充程序2784。
填充程序2784可在框2786处开始于打开构建材料容纳器上的阀。这可如关于框2758所述的那样来执行。在框2788处,可在例如通过螺旋阀来添加构建材料的同时使构建材料容纳器沿添加方向旋转。在框2790处,当例如如由所执行的转数所确定的构建材料容纳器半满时,可增加保持构建材料容纳器的圆柱形保持架的旋转速度。这可有助于使构建材料朝向构建材料容纳器的壁并且远离阀移动。在框2792处,可确定填充程序2784是否完成。这可通过如下方式来执行,即:确定正添加构建材料的容器是否为空,是否已达到预定的转数目标,或者构建材料容纳器是否已满等。如果填充程序2784完成,则处理流程可进行到框2764,在那里停止旋转运动。
如果在框2780处确定不将构建材料添加到构建材料容纳器,则处理流程可进行到框2794。在框2794处,例如来自回收材料容器的回收构建材料可绕过构建材料容纳器直接添加到再循环材料容器。这可使用如关于图31至图38所描述的转向阀机构来执行。
图28是根据示例的用于初始化供应站的方法2800的框图。当检测到构建材料容纳器被固定或锁定到供应站中时,方法2800可开始于框2802处。在框2804处,读取头与构建材料容纳器上的信息芯片接合。在框2806处,从信息芯片读取参数。这些参数可包括构建材料容纳器中的构建材料的材料类型、构建材料容纳器的预期重量或用于构建材料容纳器的程序等。在框2808处,如果构建材料容纳器中的构建材料的材料类型不正确,则可释放构建材料容纳器上的锁定件。
图29是根据示例的用于操作三维打印机中的供应站的控制器2900的框图。控制器2900可以是用于3D打印机的主控制器的一部分,或者是与供应站相关联的单独的控制器。
控制器2900可包括处理器2902,其可以是微处理器、多核处理器、多线程处理器、超低压处理器、嵌入式处理器或其他类型的处理器。处理器2902可以是集成微控制器,其中处理器2902和其他部件形成在单个集成电路板或单个集成电路上,例如片上系统(SoC)。作为示例,处理器2902可包括来自Santa Clara,CA的Intel®的处理器,例如Quark™、Atom™、i3、i5、i7或MCU级处理器。可使用的其他处理器可从Sunnyvale,CA的Advanced MicroDevices,Inc. (AMD)获得,可以是来自Sunnyvale,CA的MIPS Technologies,Inc.的基于MIPS的设计、由ARM Holdings,Ltd.或其客户或其许可方或采用者许可的基于ARM的设计。这些处理器可包括如下单元,例如来自Apple® Inc.的A5-A10处理器、来自Qualcomm®Technologies,Inc.的Snapdragon™处理器或来自Texas Instruments,Inc的OMAP™处理器。
处理器2902可通过总线2906与系统存储器2904通信。可使用任何数量的存储器装置来提供给定量的系统存储器。该存储器可大小设定在大约2GB和大约64GB之间,或者更大。系统存储器2904可使用非易失性存储器装置来实现,以防止断电,该非易失性存储器装置例如静态RAM(SRAM),或者具有备用电源的存储器模块,该备用电源例如来自电池、超级电容器或混合系统。
诸如数据、应用程序、操作系统之类的信息的持久存储可借助通过总线2906耦接到处理器2902的大容量存储设备2908来执行。大容量存储设备2908可使用固态驱动器(SSD)来实现。可用于大容量存储设备2908的其他装置包括例如SD卡、microSD卡、xD照片卡之类的闪存卡以及USB闪存驱动器。在一些示例中,控制器2900可具有可访问接口,例如USB连接、SD卡插槽或micro-SD插槽,以用于带有构建计划、指令等的存储器装置的所有插入。
在一些示例中,大容量存储设备2908可使用硬盘驱动器(HDD)或微型HDD来实现。大容量存储设备2908的示例中可使用一种或多种其他技术,例如电阻变化存储器、相变存储器、全息存储器或化学存储器等。
部件可通过总线2906通信。总线2906可包括一种或多种技术,例如工业标准架构(ISA)、扩展的ISA(EISA)、外围部件互连(PCI)、外围部件互连扩展(PCIx)、PCI Express(PCIe)或一种或多种其他技术。总线2908可包括例如在基于SoC的系统中使用的专有总线技术。可包括其他总线系统,例如I2C接口、I3C接口、SPI接口、点对点接口以及电源总线等。可包括网络接口控制器(NIC)2910以提供与云2912或者诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)或Internet之类的网络的通信。
总线2906可将处理器2902耦接到用于连接到3D打印机中的其他装置的接口2914和2916。例如,如关于图3和图4所述,传感器接口2914可用于耦接到锁定传感器2916,以检测构建材料容纳器是否被锁定在供应站中,并且位置传感器2918用于检测构建材料容纳器是否处于供应站中的基本位置。在示例中可能存在的其他传感器包括重量传感器2920,以确定例如供应站、新材料容器、再循环材料容器或回收材料容器之类的各种容纳器或容器的重量。水平传感器2922可被耦接到传感器接口2914,以监测例如新材料容器、再循环材料容器或回收材料容器之类的各种容器中的构建材料的水平。
可包括致动器接口2916以控制3D打印机中的各种致动器。这些致动器可包括:锁定件马达2924,以从供应站释放构建材料容纳器;以及读取器马达2926,以使读取头朝向和远离构建材料容纳器上的信息芯片移动。驱动马达2928可用于使保持构建材料容纳器的圆柱形保持架旋转。驱动马达2928可以是步进马达、伺服马达或其他种类的马达,所述马达具有受供应功率信号控制的旋转,从而允许通过致动来控制总转数中的每分钟转数。在一些示例中,可使用传感器来确定转数,例如,可使用位置传感器2918来计算新供应站或再循环供应站中的圆柱形保持架的转数。致动接口2916还可耦接到门锁2930,该门锁2930可用于锁定门以防止在构建材料容纳器移动时接近这些构建材料容纳器。
串行外围接口(SPI)2932可被耦接到读取头2934,以便与信息芯片接口。其他类型的接口也可被用于读取信息芯片,例如两线I2C串行总线。在一些示例中,可通过RFI系统来访问信息芯片。
虽然未示出,但是各种其他输入/输出(I/O)装置可存在于控制器2900中或连接到控制器2900。例如,可包括显示面板以显示信息,例如构建信息、动作提示、不正确材料的警告、或关于门、构建材料容纳器的状态的消息等。可包括声音警报以向用户警告状况。可包括输入装置,例如触摸屏或小键盘,以接受输入,例如关于新构建的指令等。
大容量存储设备2908可包括控制供应站的模块,如本文所述。尽管示出为大容量存储设备2908中的代码块,但是可理解的是,任何模块都可全部或部分地在硬连线电路中实现,例如,内置于专用集成电路(ASIC)中。这些模块通常可用于实现关于图27所述的功能。
引导器模块2936可实现用于设置供应站和构建程序的一般功能。这些可包括未包含在更具体的程序之一中的一般操作,例如获得作业指令、估计分配或添加构建材料所需的转数以及将回收的构建材料直接经过再循环供应站移入到再循环材料容器中。
安装模块2938可实施关于图27所述的安装程序2708。这可包括用于将构建材料容纳器安装在供应站中的动作,例如,确定构建材料容纳器是否包括正确的材料类型,以及如果没有,则拒绝构建材料容纳器等。
分配模块2940可实施关于图27所述的分配程序2754。这可包括用于从构建材料容纳器分配构建材料的动作,例如,监测在分配程序2754期间构建材料容纳器的转数以及接受构建材料的容器的水平等。
填充模块2942可实施关于图27所述的填充程序2784。这可包括用于将构建材料添加到再循环供应站中的构建材料容纳器的动作。
可存在其他功能,例如包括构建模块2944。构建模块2944可引导用于形成3D物体的构建程序。
图30是根据示例的用于初始化供应站的系统的简化框图。相同编号的物件如关于图29所述。在该示例中,控制器2900包括处理器2902以执行模块。可包括安装模块2938,以在通过锁定传感器2916中的一个确定构建材料容纳器被固定到供应站中之后,确认构建材料容纳器的参数。安装模块2938可确定构建材料容纳器的参数是否与期望参数匹配,并且如果这些参数不匹配期望参数,则例如通过致动锁定件马达2924中的一个来解锁构建材料容纳器。
图31是根据示例的用于将构建材料引导至构建材料容纳器或再循环材料容器的再循环供应站中的构建材料路由机构3100的示图。相同编号的物件如关于图3和图4所述。构建材料机构3100可包括转向阀机构456,以将构建材料引导至不同的目的地。
转向阀机构456具有阀体3102,该阀体3102具有顶部开口3104、底部开口3106和前部开口3108。前部开口3108可位于再循环供应站的例如与构建材料容纳器的插入点相对的后部处,并且被构造成耦接到构建材料容纳器。在一些示例中,来自供给器350的构建材料可进入转向阀机构456的顶部开口3104。如果牵拉机构1102处于第一或封闭位置,则转向阀3110可将构建材料从顶部开口3104引导至底部开口3106。在其他示例中,如果牵拉机构1102处于第二或打开位置,例如,已打开构建材料容纳器上的螺旋阀,则转向阀3110可将构建材料从顶部开口3104引导至前部开口3108,以卸载到构建材料容纳器。
图32是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构456的透视图。相同编号的物件如关于图4和图36所述。在该透视图中,牵拉机构1102被示出为处于第一或封闭位置。在该位置,通过顶部开口3104进入的构建材料将被引导至底部开口3106。
如所提及的,转向阀机构456可包括通过柔性套环3204附接到阀体3102的顶部滑板3202。类似地,底部滑板3206可通过另一柔性套环3208来附接到阀体3102。滑板3202和3206可允许将再循环供应站容易地移除或安装在3D打印机中,从而使得维修更加容易。例如,可通过禁用转向阀机构456,例如通过断开线束,来移除再循环供应站。可移除将再循环供应站保持在3D打印机中的一个或多个紧固件,并且可使再循环供应站滑出。可使用类似的构造和操作来移除关于图2、图3和图4所述的新供应站。
通过将再循环供应站滑入到3D打印机中,使滑板3202和3206与供给器350和再循环材料容器208接合,可将任一供应站安装在3D打印机中。可安装一个或多个紧固件,以将供应站保持就位,并且例如可通过连接线束,来启用所述阀机构以及用于供应站的其余传感器和致动器。
图33是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构456的侧向剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。如对于图31和图32,牵拉机构1102在图33中被示出为处于第一或封闭位置。这将会将构建材料从顶部开口3104引导至底部开口3106。
在该示例中,当致动机构1104沿水平轴线420移动时,转向齿轮3202旋转,以使转向阀3110中的转向阀瓣移动,以将构建材料引导至底部开口3106,或者在其他示例中,引导至前部开口3108。
图34是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构456的剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。在图34中所示的示例中,螺旋阀448已沿水平轴线420被拉到打开位置。在该第二或打开位置,转向阀3110中的转向阀瓣3402将构建材料从顶部开口3104引导至螺旋阀448,以通过前部开口3108添加到构建材料容纳器。
图35是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构456的另一剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。齿条传动装置3502可被附接到致动机构1104,以例如按照齿条和小齿轮构造与转向齿轮3302接合,并且随着致动机构1104沿水平轴线420移动而使转向阀瓣3402移动。在该示例中,螺旋阀448已沿水平轴线420被拉到打开位置,从而使转向阀3402移动到将通过顶部开口3104进入的构建材料供给到螺旋阀448以便添加到构建材料容纳器的位置。
阀马达3504或其他动力致动机构可用于驱动致动机构1104。阀马达3504可以是步进马达、伺服马达或具有受致动信号控制的精确运动的其他马达。在一些示例中,阀马达3504可以是简单的AC或DC直接驱动马达,以使致动机构1104在第一位置和第二位置之间移动。
图36是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构456的另一剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。图36和图37相应地提供了第一或封闭位置与第二或打开位置的比较。在图36中所示的示例中,致动机构1104已使阀牵拉器1102移动到封闭位置,从而例如在存在构建材料容纳器的情况下封闭该构建材料容纳器。
在该位置,转向阀瓣3402被定位成将通过顶部开口3104进入的构建材料引导至底部开口3106。例如,这可用于使回收的材料216从回收材料容器212移动到再循环材料容器208,如关于图2所述。在一些示例中,在构建材料从顶部开口3104被引导至底部开口3106时,不存在构建材料容纳器。
图37是根据示例的用于再循环供应站的转向阀机构456的另一剖视图。相同编号的物件如关于先前附图所述。
在图37中所示的示例中,致动机构1104已使阀牵拉器1102移动到打开位置,从而例如拉出螺旋阀以打开构建材料容纳器。在该位置,转向阀瓣3402被定位成将通过顶部开口3104进入的构建材料引导至前部开口3108,以便添加到构建材料容纳器。例如,这可用于使回收的材料216从回收材料容器212移动到构建材料容纳器,如关于图2所述。此外,这还可用于从再循环材料容器208卸载再循环的材料。
转向阀机构456的剖视图还图示了用于耦接到构建材料容纳器的柔性密封件3702。顺应性密封件3702可包括引导环3704,以将构建材料容纳器引导成与密封环3706的接触表面接触。如关于图39至图43进一步描述的,密封环3706被构造成当构建材料在转向阀机构456和构建材料容纳器之间传递时保持该构建材料。
图38是根据示例的用于操作再循环供应站中的转向阀机构的方法3800的框图。当阀体中的转向阀移动到关闭位置以将构建材料从再循环系统转移到再循环材料容器中时,方法3800可开始于框3802处。在框3804处,转向阀可被移动到打开位置,以将构建材料从再循环系统添加到构建材料容纳器中。
图39是根据示例的与例如处于阀机构的顺应性密封件中的密封环3706接触的构建材料容纳器414的头部454的剖视图,该密封环3706允许构建材料容纳器414自由旋转。相同编号的物件如关于先前附图所述。在圆柱形保持架旋转与密封环3706接触的构建材料容纳器414时,该阀机构保持固定就位。密封环3706维持阀机构和构建材料容纳器之间的密封通道,这可有助于在操作期间将构建材料保持在阀机构或构建材料容纳器中,从而防止构建材料的损失,或减少溢出的机会。还参考图1、图4和图37,顺应性密封件3702可用于新供应站112的分配阀机构446中或者再循环供应站114的转向阀机构456中或者两者中。
密封环3706的材料可被选择成在密封环3706的接触表面与构建材料容纳器414之间提供低摩擦系数,以例如允许与密封环3706接触的构建材料容纳器414的自由旋转。密封环3706的接触表面可与密封环3706的主体材料(bulk material)相同或不同。
可选择用于密封环3706的接触表面或整个密封环3706的材料可包括例如聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙与PTFE的共混物、聚甲醛(POM)、聚氨酯或与全氟聚醚的共混物等。这些材料可用于密封环3706上的叠层中,或用于形成整个密封环3706。此外,可使用这些材料的任何数量的组合来实现与构建材料容纳器414的低摩擦系数和期望的寿命。
用于形成引导环3704的材料可被选择成在构建材料容纳器被移除和插入供应站中时提供长的寿命和耐冲击性。例如,引导环3704可由聚醚醚酮、聚苯硫醚或金属等形成。
图40是根据示例的在密封环3706和引导环3704移除之后的阀机构的面4002的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。面4002可包括凹口4004或处于阀机构的面4002上的其他特征,以与密封环3706的后表面上的相应特征匹配。这可用于防止密封环3706与构建材料容纳器一起旋转。还参考图1至图4,所述阀机构可包括新供应站112的分配阀机构446或再循环供应站114的转向阀机构456。
图41是根据示例的图示了密封环3706的阀机构的面4002的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。在该示例中,密封环3706被安置在阀机构的面4002上,其中密封环3706的特征、例如突起与阀机构上的相应特征、例如关于图40所述的凹口4004匹配。在该图中,引导环被移除,该引导环将会将密封环3706保持就位,并且随后将用于将构建材料容纳器引导成与密封环3706接触。引导环和密封环3706的移除可从供应站的前部执行,从而允许在不大幅度拆卸3D打印机或供应站的情况下容易地替换该密封环。
图42是根据示例的密封环3706和引导环3704的后侧的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。在图42的示例中,示出了处于密封环3706的后侧上的突起4202。当密封环3706被安置在阀机构的面4002上时,该突起4202可与凹口4004对准。
图43是根据示例的安装有密封环3706和引导环3704的阀机构的面4002的示图。相同编号的物件如关于先前附图所述。在该视图中,形成于引导环3706中的引导突出部4302清晰可见。引导突出部4302使构建材料容纳器在插入期间对准,从而有助于将构建材料容纳器引导成与密封环3706接触。一旦构建材料容纳器在圆柱形保持架中锁定到位,构建材料容纳器就保持与密封环3706接触。
图44是根据示例的用于密封供应站中的构建材料容纳器的方法4400的框图。当构建材料容纳器被插入到供应站中时,该方法开始于框4402处。该构建材料容纳器通过引导环被引导成与密封环接触。在框4404处,构建材料容纳器与阀机构中的密封环接触地固定。在框4406处,构建材料容纳器与密封环接触地旋转。然后,材料可在该阀机构中在构建材料容纳器之间移动,同时密封环防止构建材料的损失。
虽然本技术可能易于进行各种修改和采用替代形式,但是已借助于示例示出了上面论述的示例。要理解的是,本技术不意在限于本文所公开的特定示例。实际上,本技术包括落入本技术的范围内的所有替代方案、修改和等同物。

Claims (15)

1.一种用于耦接到构建材料容纳器的处于供应站中的阀机构,其中,所述阀机构包括:
阀体;
处于所述阀体中的顶部开口;
处于所述阀体中的底部开口;
处于所述阀体中的前部开口;以及
通过阀致动器来操作的处于所述阀体中的转向阀,其中,所述转向阀当所述阀致动器处于第一位置时,将构建材料从所述顶部开口引导至所述底部开口,并且当所述阀致动器处于第二位置时,将构建材料从所述顶部开口通过所述前部开口引导至构建材料容纳器中。
2.如权利要求1所述的阀机构,其特征在于,所述阀致动器被构造成打开所述构建材料容纳器上的阀。
3.如权利要求2所述的阀机构,其特征在于,当所述构建材料容纳器上的所述阀关闭时,所述转向阀处于所述第一位置。
4.如权利要求2所述的阀机构,其特征在于,当所述构建材料容纳器上的所述阀打开时,所述转向阀处于所述第二位置。
5.如权利要求1所述的阀机构,包括通过柔性套环耦接到所述阀体中的所述顶部开口的滑动板,其中,所述滑动板被构造成允许所述阀机构被移除并重新插入所述供应站内。
6.如权利要求1所述的阀机构,包括通过柔性套环耦接到所述阀体中的所述底部开口的滑动板,其中,所述滑动板被构造成允许所述阀机构被移除并重新插入所述供应站内。
7.如权利要求1所述的阀机构,包括头部,所述头部包括顺应性密封件,所述顺应性密封件安装到插入到供应站中的构建材料容纳器,同时允许所述构建材料容纳器与所述顺应性密封件接触地旋转。
8.如权利要求7所述的阀机构,其特征在于,所述头部包括引导环,所述引导环构造成将所述构建材料容纳器引导成与所述顺应性密封件接触。
9.如权利要求1所述的阀机构,其特征在于,所述阀致动器包括步进马达、伺服马达或线性马达。
10.一种用于操作供应站中的阀机构的方法,包括使阀体中的转向阀移动到关闭位置,其中,处于所述关闭位置的所述转向阀将构建材料从再循环系统转移到再循环料斗中,并且其中,所述转向阀包括打开位置,以将构建材料从再循环系统引导至构建材料容纳器中。
11.如权利要求10所述的方法,包括:
检测到构建材料容纳器被固定在所述供应站中;
使所述阀体中的所述转向阀移动到所述打开位置;以及
使所述构建材料容纳器沿第一角方向旋转,同时构建材料通过设置在所述转向阀上方的开口来添加到所述构建材料容纳器。
12.如权利要求10所述的方法,包括:
检测到构建材料容纳器被固定在所述供应站中;
使所述阀体中的所述转向阀移动到所述打开位置;以及
使所述构建材料容纳器沿第二角方向旋转,同时构建材料通过设置在所述转向阀下方的开口从所述构建材料容纳器分配。
13.如权利要求10所述的方法,包括:
禁用所述供应站中的所述阀机构;
从所述供应站移除紧固件;以及
移除所述供应站。
14.如权利要求10所述的方法,包括:
安装所述供应站;
将紧固件安装到所述供应站中;以及
启用所述供应站中的所述阀机构。
15.如权利要求10所述的方法,包括:
处理再循环的材料;
检测到构建材料容纳器被固定在所述供应站中;
使所述阀体中的所述转向阀移动到所述打开位置;以及
使所述构建材料容纳器沿第一角方向旋转,同时所述再循环的材料通过设置在所述转向阀上方的开口来添加到所述构建材料容纳器。
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