CN111132839A - 具有均匀加热的构建表面的3d打印机的可移除构建板 - Google Patents

Abstract

一种用于合成物体的3D打印机包括：挤出机，其配置成通过喷嘴将长丝层挤出到构建表面上；构建平台；以及构建板，其构造成用于可移除地夹持到构建平台（100）并且包括构建表面，其中，所述构建平台包括基座、加热层（105）、布置在基座与加热层（105）之间的至少一个可压缩偏压元件以及夹具，并且其中，构建平台（100）配置成用于将所述构建板（110）接收到夹持位置中，其中，所述夹具配置成将构建板（110）可释放地夹持到所述加热层（105）上方的所述构建平台（110）上，从而使所述至少一个可压缩偏压元件将所述加热层（105）朝向被夹持的偏压板向上压缩并偏压，以用于使所述加热层（105）在所述构建表面的平面延伸部分上均匀地分配热量。

Description

具有均匀加热的构建表面的3D打印机的可移除构建板

技术领域

本发明涉及一种3D打印机，该3D打印机包括可移除的构建板，该可移除的构建板构造成在被布置在3D打印机中时在构建板的构建表面上均匀地加热，并且涉及一种3D打印机的对应构建板布置。

背景技术

三维（3D）打印或增材制造是一种例如基于数字文件提供的蓝图和/或通过扫描要由3D打印机复制的立体物体来制造三维立体物体的过程。通过在3D打印机的平台上以图案形式策略性地生成添加剂材料的连续层直到产生整个物体为止来实现期望的3D立体物体的合成。例如，3D物体的合成可以由数字文件驱动，这些数字文件提供描述如何产生层图案和用于生成物体的材料的规范。

3D打印机大体上受构建保持架保护而免于外部影响，并且在构建保持架内，3D打印机包括在其上执行合成过程的构建平台。在构建平台上构建（打印）3D物体之前，应将构建平台设置为水平状态。为此目的，构建平台可以包括腿上的平台框架（例如，两个前腿和一个中心后腿）和平台框架上的平台板以及弹簧（这些弹簧例如在对应于前两个腿中的每一者的位置处），从而使平台板向上偏压远离平台框架但可以独立压缩，以用于使平台板在两个前腿处向下移动更靠近平台框架，直到确定构建平台处于水平状态为止，此时，平台板相对于平台框架的位置可以被锁定。

例如，可以根据以下方式中的任一种方式来执行添加剂材料的连续层的生成：（1）还原光聚合，（2）材料喷射，（3）粘合剂喷射，（4）定向能量沉积，（5）粉末床熔融，（6）片材层压，或（7）材料挤出。用于生成连续层的材料挤出的具体过程会涉及使用熔融沉积造型（“FDM”）、熔融长丝制造（“FFF”）或直接油墨书写（“DIW”）进行相继沉积。

用作3D打印机的“油墨”以生成3D物体的材料可以包括例如以下任一种材料的长丝：粉末材料、聚合物材料、热塑性塑料、共熔金属、可食用材料、橡胶、造型粘土、橡皮泥、金属粘土、陶瓷材料、金属合金、纸张、由陶瓷和含金属的材料组成的复合材料（“金属陶瓷”）、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、光敏聚合物、石膏、不锈钢、铝、塑料膜和金属箔。长丝在打印机头处被加热，通过喷嘴挤出，并沉积到构建平台的构建表面上，例如，如在2016年6月28日提交的美国专利申请系列号15/195,456和2016年12月6日提交的美国专利申请系列号15/371,018中所描述的，这些专利申请中的每一者的内容通过引用全部并入本文。

一些3D打印机在构建平台中包括加热器，以用于加热构建平台的构建表面，因为如果没有这种加热器，用于长丝的许多材料将无法恰当地粘附到构建表面，并且将由于所挤出的材料冷却过快而翘曲，并且还因为沉积到构建表面上的合成3D物体在平台表面上冷却时可能难以移除。

一些3D打印机提供了可移除的构建板，构建板可以放置到构建平台上并且可从构建平台移除，并且包括在打印期间将长丝沉积到其上的构建表面。可移除构建板的优点在于，用户可以移除已沉积在构建表面上的合成3D物体，而不必担心损坏3D打印机的部件（诸如导轨和电子设备），就像用户在通过伸入构建保持架中来移除合成的3D物体并且在物体仍处于构建保持架中时从构建表面移除合成3D物体时可能会损坏一样，这将限制在移除物体时移动用户的手的自由度，从而导致用户不适并且由于用于移除物体的笨拙运动而可能损坏合成物体。例如，一个这种打印机包括斜面形轨道，构建板可以插入该斜面形轨道中，其中，该斜面形轨道将板引导到其恰当位置中以用于打印。

发明内容

包括可移除构建板的3D打印机常规地在一个或多个紧固位置处保持在打印位置中的适当位置。例如，在包括斜面形轨道的3D打印机的情况下，构建板通过在构建平台的一个或多个侧壁中形成轨道的一部分的凹槽保持在打印位置中。

在这种打印机提供用于加热构建板的表面的加热器的情况下，加热器相对于构建板在那些紧固位置处比在其它位置处被牢固地保持成更靠近构建板表面，使得在构建表面的中心与加热器之间比在构建表面的（一个或多个）边缘与加热器之间存在更大的间隙，从而导致构建表面的不均匀加热。然而，即使加热器与构建表面之间的小空气间隙，也会在与空气间隙相对的构建表面的区域中产生明显的温度下降，这会例如导致3D物体翘曲或不粘附到构建表面。

以下是下文详细描述的某些实施例的概述。提出所描述的方面仅仅是为了向读者提供对这些某些实施例的简要概述，并且对这些方面的描述不意图限制本公开的范围。实际上，本公开可以涵盖下文可能未明确阐述的各种方面。

本发明的示例实施例提供了具有可移除构建板和加热器的布置，其中，加热器在整个构建表面上均匀地加热构建板的构建表面。在示例实施例中，加热器是印刷电路板组件（PCBA）加热器，其包括一个或多个曲折的且加热的迹线。在示例实施例中，可压缩层布置在平台框架与加热器之间，可压缩层使该加热器远离平台框架且朝向构建板偏压。在示例实施例中，在层的多个位置处包括可压缩元件的层布置在平台框架与加热器之间，可压缩元件使该加热器远离平台框架且朝向构建板偏压。由此，该层在构建板表面上朝向构建板向加热器均匀地施加压力。

在示例实施例中，该布置包括泡沫层作为可压缩层，其中，泡沫层在其表面上是柔性的，以便使其形状在其表面上与泡沫层与构建板层之间的层的形状一致，包括加热层，该加热层包括用于加热构建板的加热器，从而使泡沫层与构建板之间的（一个或多个）层偏压以朝向构建板均匀地按压，从而使得在构建板的构建表面的表面上均匀地分配加热层的热量。例如，在示例实施例中，泡沫是聚氨酯泡棉（Poron）。

聚氨酯泡棉在60-80℃下熔化，并且因此如果来自加热器的过多热量散布到泡沫层中则可以熔化。例如，在示例实施例中，可以承受比聚氨酯泡棉高得多的温度的泡沫状硅树脂被用作泡沫层的材料。

然而，虽然聚氨酯泡棉和泡沫状硅树脂确实具有弹簧特性，但它们仍然是有点坚硬的材料。因此，在本发明的示例实施例中，泡沫层呈形成空隙或通孔的网格的多个十字格版框的形式，每个空隙或通孔由十字格版框的相应子集包围。空隙为泡沫层提供额外的柔性，以便使其能够在泡沫层上弯曲，从而允许泡沫层与泡沫层上方和下方的层更好地一致，从而确保加热层通过形成多个压力点的泡沫十字格版框将热量均匀地施加到构建板的构建表面，所述压力点泡沫层的表面上散布并且朝向构建板按压加热层。

在替代示例实施例中，构建平台的平台板（例如可调节地连接到用于调节构建表面的水平的平台框架的平台板）是金属板，其具有布置在其表面上的多个位置处的金属切口，从而形成向上偏压的指状物，以朝向构建板推动加热层。然而，这可能要求平台板由弹簧钢形成，弹簧钢是昂贵的材料。

在示例实施例中，该布置包括在加热层下方且在可压缩层或具有可压缩元件的层上方以及平台框架和/或平台板上方的绝缘体，以防止热量沿远离构建板的方向向下远离加热器传播，从而防止热量浪费和/或防止下层的热损坏。

在示例实施例中，可压缩层或包括可压缩元件的层下方的层包括夹扣，这些夹扣向上延伸并且可与构建板的边沿接合以抵抗可压缩层或具有可压缩元件的层的弹簧力而将构建板向下夹持到构建平台。替代地，构建板可以包括夹扣，并且与可压缩层或包括可压缩元件的层下方的层接合。然而，优选的是将夹扣布置在下层上，以便使可移除构建板设置有基本平坦的表面，而没有向下的突出部，这些向下的突出部会使得在从构建平台移除构建板时更加难以将该构建板放下。可压缩层或包括可压缩元件的层下方的层可以是例如平台框架或平台板，该层包括与构建板的边沿接合的夹扣。

附加地，在可压缩层或包括可压缩元件的层下方的层可包括壁或壁部段，壁或壁部段向上延伸并且可在与夹扣接合的构建板的边沿的相对侧处与该构建板的该边沿接合。（注意，在一些实施例中，边沿可以是可旋转的，以一次沿一个方向夹在构建平台中，但在另一次旋转180度时被夹入，使得在一种情况下中，边沿的一侧接合夹扣，但在另一种情况下接合壁或壁部段。在其它实施例中，边沿在其两个相对侧处不同地构造，使得该边沿只能沿单个方向插入构建平台中。） 附加地，如同夹扣，在替代示例实施例中，构建板可包括壁或壁部段，并与可压缩层或包括可压缩元件的层下方的层接合。然而，优选的是将壁或壁部段布置在下层上，以便使可移除构建板设置有基本平坦的表面，而没有向下的突出部，这些向下的突出部会使得在从构建平台移除构建板时更加难以将该构建板放下。可压缩层或包括可压缩元件的层下方的层可以是例如平台框架或平台板，该层包括与构建板的边沿接合的壁或壁部段。在示例实施例中，同一下层包括夹扣和壁或壁部段两者。然而，在替代示例实施例中，夹扣可以形成在一个下层上，并且壁或壁部段可以形成在不同的下层上。

在示例中，壁或壁部段是刚性的（或与夹扣相比是相对刚性的），而夹扣是柔性的。以此方式，通过以小于90°的角度（例如，以近似45°的角度）将构建板的边沿的第一边缘放置成抵靠刚性壁部或壁部段，并且然后降低构建板的边沿的相对第二边缘使得该第二边缘与柔性夹扣接合，从而将这些夹扣沿远离相对壁或壁部段的方向向外推动，直到边沿的第二边缘到达夹扣朝向相对壁或壁部段弹回的最低位置，从而将构建板向下夹持到构建平台，可以将构建板插入到构建平台中并紧固到构建平台。例如，在示例实施例中，每个夹扣包括在该夹扣的顶部部段处的突出部，该突出部朝向壁或壁部段所在的相对宽度向内突出。当构建板的边沿的第二边缘最初降低以与柔性夹扣接触时，构建板最初接合该夹扣的突出部，该突出部可以沿向内的方向朝向壁或壁部段所在的相对侧向下倾斜，该接合迫使夹扣向外挠曲。一旦构建板的边沿的第二边缘降低到向内突出部下方，夹扣与构建板之间就再次存在间隙，从而允许夹扣再次向内挠曲，使得将突出部定位在构建板上方并向下夹持在该构建板上。

在示例实施例中，（一个或多个）壁部段是L形的，其中，（一个或多个）壁部段的顶部处的突出部朝向夹扣所在的构建板的前边沿水平向内延伸，使得在夹扣向下夹持该前边沿时，（一个或多个）壁部段的向内凸出的突出部向下夹持构建板的后边沿。在示例实施例中，（一个或多个）壁部段由片材金属形成。

在示例实施例中，仅提供一个夹扣。在替代示例实施例中，提供了多个夹扣。在一个特别优选的示例实施例中，提供了两个夹扣，以用于在从构建平台移除构建板时（例如在已经完成3D物体的打印时），由用户的相应的手进行处理以将夹扣拉离构建板。在这方面，对于用户从构建平台移除构建板，用户可以在抬起该构建板的边沿的第二边缘的同时向后拉动夹扣，从而松开构建板，使得可以从3D打印机容易地移除构建板。

在示例实施例中，构建板包括由框架包围的中心构建区域。中心构建区域可以是例如玻璃或金属，或可以由另一合适的适当材料制成，该材料的温度可以通过加热器充分地升高。框架可以由其温度升高得不如中心构建区域那么多和/或那么快的材料形成，例如，框架的材料可以具有更高的比热容。如果用户在物体已经形成之后触摸中心构建区域，例如，以便从3D打印机中移除构建板，则用户可能会烫伤用户的手。因此，该框架提供了该构建板的可以安全地处理的区域以用于从3D打印机移除构建板。

在示例实施例中，构建板的边沿包括彼此远离并且从该边沿的与柔性夹扣接合的区域向外突出的突出部。在示例中，突出部位于边沿的相应角处或附近，其中，边沿的与夹扣接合的边缘在那些相应的角之间延伸。在示例中，夹扣被定位成使得当插入构建板以用于通过夹扣夹持到构建平台时，这些夹扣各自位于所述边沿突出部的相应一者附近，夹扣配置成沿近似垂直于边沿突出部远离彼此向外延伸的方向向外和向内挠曲。以此方式，用户可以通过以下操作来抬起构建板：例如将用户的食指放在边沿突出部下并在这些边沿突出部的下侧上施加向上的压力，同时用用户的拇指向外按压夹扣使其远离构建板。这种布置使得用户容易地移除构建板而不会错误地接触热的中心构建区域，从而避免烫伤用户的手。

在示例实施例中，夹扣布置在3D打印机的前部处，在该前部处用户可以进入构建保持架的内部，例如构建平台包括弹簧的一侧，平台板可以抵靠这些弹簧降低以用于调平构建表面。

在示例实施例中，一个或多个杆、螺钉、螺栓等（以下称为螺栓）从构建平台的平台板或平台框架延伸穿过该平台板上方的构建平台的上层或平台板（包括可压缩层或具有可压缩元件的层、绝缘层和加热层），但不穿过可移除构建板。螺母紧固在构建平台的那些层的最底层下方，例如在平台框架下方，其中，螺栓的相对端部处的端部止挡件沉入加热层中以将各层保持在一起并对准（替代地，可以使用具有两个端部止挡件的螺栓代替螺母）。然而，螺母不会将那些层紧紧地按压在一起，使得可压缩层或可压缩元件在将构建板夹持到构建平台之前不被压缩，并且使得在将构建板向下夹持到构建平台时，夹持使螺栓延伸穿过的各层被按压在一起，同时将螺栓向下按压以进一步延伸穿过平台框架并在该平台框架下方延伸。

根据其中可压缩层由多个十字格版框形成的示例实施例，这些十字格版框形成每个螺栓的相应交叉节点，这些相应交叉节点各自包括从其穿过的孔，螺栓中的相应一者延伸穿过所述孔。

本发明的示例实施例涉及一种3D打印机，该3D打印机配置成通过挤出长丝层来合成3D物体，该3D打印机包括：包括喷嘴的挤出机，该挤出机配置成通过该喷嘴将长丝层挤出到构建表面上；构建平台；以及构建板，其构造成可移除地夹持到构建平台并且包括构建表面，其中，该构建平台包括基座、加热层、布置在该基座与该加热层之间的至少一个可压缩偏压元件以及夹具，并且其中，构建平台配置成用于将构建板接收到夹持位置中，其中，夹具配置成将构建板可释放地夹持到加热层上方的构建平台上，从而使所述至少一个可压缩偏压元件将加热层朝向夹持的偏压板向上压缩并偏压，以用于加热层在构建表面上均匀地分配热量。

在示例实施例中，所述至少一个可压缩偏压元件是布置在基座与加热层之间的可压缩层。

在示例实施例中，可压缩层由泡沫材料形成。

在示例实施例中，泡沫材料是泡沫状硅树脂。

在示例实施例中，可压缩层由聚氨酯泡棉形成。

在示例实施例中，基座是平台框架，在该平台框架上布置有平台板，并且所述至少一个可压缩偏压元件包括从平台板切出的多个偏压指状物。

在示例实施例中，平台板和偏压指状物是含金属的。

在示例实施例中，夹具包括至少一个柔性夹扣和至少一个相对的竖直支撑件；并且构建平台配置成用于通过如下方式接收构建板：将构建板的第一边缘保持抵靠竖直支撑件，并且在构建板的第一边缘保持抵靠竖直支撑件的同时使构件板的第二边缘朝向所述至少一个柔性夹扣向下旋转，直到构建板的第二边缘接触所述至少一个柔性夹扣为止，此时所述至少一个柔性夹扣配置成沿远离竖直支撑件的方向弯曲，其中构建板的第一边缘继续向下旋转，直到构建板的第一边缘到达锁定位置，此时，所述至少一个柔性夹扣配置成沿朝向竖直支撑件的方向弹回，从而将构建板锁定到构建平台。

在示例实施例中，所述至少一个柔性夹扣包括凸缘，该凸缘沿朝向竖直支撑件的方向延伸并且配置成在构建板处于锁定位置中时向将压力向下施加到构建板的顶部上。

在示例实施例中，竖直支撑件包括凸缘，该凸缘沿朝向所述至少一个柔性夹扣的方向延伸并且配置成在构建板处于锁定位置中时在该构建板的顶部上延伸。

在示例实施例中，凸缘配置成在构建板处于锁定位置中时将压力向下施加到构建板的顶部上。

在示例实施例中，在构建板保持抵靠竖直支撑件的同时，该竖直支撑件在其竖直延伸时弯曲以容纳构建板的旋转。

在示例实施例中，竖直支撑件在其顶部处包括水平延伸的凸缘。

在示例实施例中，构建平台进一步包括加热层与所述至少一个可压缩偏压元件之间的绝缘层，其中，该绝缘层配置成使构建平台的在该绝缘层下方的部分与加热层生成的热量热绝缘。

在示例实施例中，夹具包括两个柔性夹扣；构建板包括（a）在该构建板的前边缘中、在该构建板的第一前角处或附近的第一凹槽，以及（b）在构建板的前边缘中、在该构建板的第二前角处或附近的第二凹槽；两个柔性夹扣配置成分别在第一和第二凹槽中闩锁到构建板的前边缘上；并且该构建板包括：（a）在第一前角处或附近的第一突出部，第一突出部沿远离凹槽的第一方向从构建板的第一侧边缘侧向地突出；以及（b）在第二前角处或附近的第二突出部，第二突出部沿远离凹槽的第二方向从构建板的第二侧边缘侧向突出。

在示例实施例中，构建板包括玻璃中心构建区域和包围该中心构建区域的塑料构建框架，凹槽形成在该塑料构建框架中，并且第一和第二突出部与塑料构建框架形成为一体。

在示例实施例中，加热层包括印刷电路板加热器。

在示例实施例中，基座包括平台框架和可调节地连接到该平台框架的平台板，并且夹具与该平台板形成为一体。

本发明的示例实施例是涉及一种用于3D打印机的构建平台，该3D打印机配置成通过将长丝层挤出到构建板的构建表面上来合成3D物体，构建平台包括：基座；加热层；至少一个可压缩偏压元件，其布置在基座与加热层之间；以及夹具，其中，构建平台配置成将构建板接收到夹持位置中，其中，夹具配置成将构建板可释放地夹持在加热层上方的构建平台上，从而使所述至少一个可压缩偏压元件将加热层朝向被夹持的偏压板向上压缩并偏压，以用于使加热层在构建表面的平面延伸部分上均匀地分配热量。

本发明的示例实施例涉及一种包括用于三维（3D）打印机的构建表面的构建板，该三维打印机配置成通过将长丝层挤出到构建板的构建表面上来合成3D物体，构建板包括：玻璃中心构建区域；以及塑料构建框架，其包围该中心构建区域，其中，该构建框架包括：第一凹槽，其在构建板的前边缘中、在该构建板的第一前角处或附近；第二凹槽，其在构建板的前边缘中、在该构建板的第二前角处或附近；第一突出部，其在第一前角处或附近，第一突出部沿远离凹槽的第一方向从构建板的第一侧边缘侧向突出；以及第二突出部，其在第二前角处或附近，第二突出部沿远离凹槽的第二方向从构建板的第二侧边缘侧向突出。

尽管可以独立地描述本发明的示例实施例的各个方面，但是示例实施例的组合应被理解为在本文中有所提及。另外，并且相反地，应当理解，尽管可以在结合其它特征的上下文中描述特征，但是不同的特征是可分离的，并且对于本发明的功能或有用实施例而言并不一定需要或相互依赖。

提出前述内容中所描述的方面仅仅是为了提供对这些示例实施例的简要概述，并且这些方面不意图限制本公开的范围。实际上，本发明还可以涵盖各种其它方面。通过参照附图对某些示例性实施例的以下详细描述进一步阐明了本发明的这些和其它特征、方面和优点，贯穿附图，相同的字符代表相同的部件。

附图说明

图1是根据本发明的示例实施例的构建平台和可移除构建板布置的分解图，该构建平台和可移除构建板布置包括具有呈指状物形式的可压缩元件的层。

图2是根据本发明的替代示例实施例的构建平台和可移除构建板布置的分解图，该构建平台和可移除构建板布置包括可压缩层。

图3是根据本发明的替代示例实施例的构建平台和可移除构建板布置的分解图，该构建平台和可移除构建板布置包括呈可压缩十字格版框和空隙网格形式的可压缩层。

图4是示出根据本发明的示例实施例的构建板和构建平台的某些部分的细节的横截面图。

图5是示出根据本发明的示例实施例的处于构建板使构建平台的夹扣偏转的位置中的该构建板的横截面图。

图6示出了根据本发明的示例实施例的构建板和构建平台的后视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的示例实施例的包括构建平台100和可移除构建板110的布置的分解图。

构建平台包括平台框架102、平台板103、绝缘层104和例如呈包括（一个或多个）加热迹线106的PCBA加热器形式的加热层105。平台板103是金属板，其包括多个切口，这些切口形成向上偏压的指状物103a-n，从而使绝缘层104和加热层105向上偏压远离平台框架102。平台板103包括调节销108a和108b，这些调节销可通过对相应的弹簧603a/603b（在图6中示出）施加力来以可独立调节的相应深度插入到平台框架102的前腿109a和109b中的相应一者中，以用于调节构建板110的构建表面111的水平。

构建板110包括例如玻璃的中心构建区域112，该中心构建区域由例如塑料的构建板框架113包围。构建板框架（或边沿）113包括用于容纳的凹槽114a和114b，并且在这些凹槽中构建板框架113与平台板103的柔性夹扣115a和115b接合。平台板103进一步包括（一个或多个）刚性壁部段116（在图1中仅示出了一个刚性壁部段），在将构建板110插入构建平台100中时，构建板框架113的后边缘117可抵靠刚性壁部段116放置在（一个或多个）刚性壁部段116的向内凸出的凸缘116a下方。例如，构建板110的后边缘117可以以小于90°的角度（例如以近似45°的角度）保持抵靠（一个或多个）刚性壁部段116，并且在继续保持构建板框架110的后边缘117抵靠（一个或多个）刚性壁部段116时，构建板110的前边缘118可以向下旋转，直到构建板框架113在凹槽114a和114b中的区域与柔性夹扣115a和115b接触为止，从而使夹扣115a和115b向前弯曲，直到构建板110的前边缘118到达其最低位置为止，此时柔性夹扣115a和115b再次向后弹，从而将构建板110向下夹持到构建平台100。

在示例实施例中，平台框架102、平台板103、绝缘层104和加热层105各自包括通孔120a-d和120e-h，相应的螺栓（未示出）利用平台框架102下方的螺栓的相应底部处的相应螺母在相应的位置处延伸穿过通孔120a-d和120e-h，螺栓在其与定位螺母处或附近的端部相对的相应端部处包括端部止挡件，使得层102、103、104和105松散地夹在螺栓端部止挡件与螺母之间，其中指状物103a-n施加弹簧力，使得层102、103、104和105的层在螺栓的较大长度上堆叠，但是指状物103a-n在通过夹扣115a-b将构建板110向下夹持到构建平台100时可压缩，使得层102、103、104和105的层堆叠占据更少的螺栓长度。

在本发明的示例实施例中，构建板110包括边沿突出部119a-b，以帮助将构建板110插入构建平台100中和/或从构建平台100移除。例如，为了将构建板110插入构建平台100中，用户可以分别使用用户的左手和右手抓住构建板110的边沿突出部119a-b，并将构建板110的边沿的边缘117的后部定位成在（一个或多个）凸缘116a下方抵靠（一个或多个）壁部段116，并且然后在继续保持边沿突出部119a-b的同时，从构建板110的构建板框架113的边缘118向下旋转，其中，后边缘117抵靠壁部段116枢转。然后，为了随后从构建平台100移除构建板100，用户可以将用户的食指放置在例如边沿突出部119a-b下方，并在边沿突出部119a-b的下侧上施加向上的压力，同时使用用户的拇指沿远离（一个或多个）壁部段116且远离构建板110的方向向外按压或拉动夹扣。

图2示出了替代示例实施例，其中，代替形成在平台板103中的指状物103a-n，构建平台100包括例如泡沫的可压缩层107，该可压缩层用于施加力以在构建板110的下表面上使加热层105均匀地压靠构建板110，以用于通过构建表面111的（一个或多个）加热迹线106（或其它加热元件）均匀加热。在图2中，示出了倚靠平台框架102的平台板103。在该实施例中，夹扣115a-b和（一个或多个）壁部段116也被示出为平台板103的一部分。可压缩层107包括用于容纳螺栓的通孔120i和120j，如上文参考通孔120a-d和120e-h所描述的那样。

图3示出了替代示例实施例，其中，可压缩层107包括由十字形十字格版框107a-n形成的空隙或通孔207a-n的网格。由于空隙207a-n的网格，可压缩层107具有增加的柔性，由于在对应于（一个或多个）壁部段116的夹扣115a-b和凸缘116a的夹持位置处夹持构建板110，从而允许该层根据在层107上的不同点处施加的不同压力根据需要形成一定轮廓，而泡沫十字格版框107a-n提供弹簧力，以用于抵靠构建板110使压力在加热层105上均匀分配，从而确保热量均匀施加到构建板110的构建表面111。由于空隙207a-n，高温泡沫（诸如泡沫状硅树脂）可以用作可压缩层107的材料，否则该高温泡沫在弯曲性方面可能会有点坚硬。示出了十字格版框107a和107b的交叉以及十字格版框107a和107n的交叉以形成相应节点，通过这些节点形成通孔120i-j。

图4是示出构建板框架113、中央构建区域112、壁部段116及其向内凸出的凸缘116a、 夹扣115a/115b和凹槽114a/114b的部分的横截面图。图4中以深色图示的构建板框架113的部分是在所图示的横截面内的那些部分，而以浅色示出的构建板框架113的所图示的部分的其余部分是不在该横截面中而是在从所图示的横截面可见的其它横截面处的部分。在示例实施例中，夹扣115a/115b包括相应的向内凸出的凸缘215，凸缘215在构建板框架113的前边缘118处的凹槽114a/114b内向下夹持在构建板框架113的上表面220上。类似地，壁部段116的凸缘116a在构建板框架113的后边缘117处的凹槽内向下夹持在构建板框架113的上表面221上。在示例实施例中，夹扣115a/115b在部段216处包括波纹状上表面，如图4中所示出，以便用户在用拇指使滑动件115a/115b远离构建板110以便从构建平台100移除构建板110时易于抓握。

图5示出了图4的横截面图，此时，构建板框架113已经例如通过接合夹扣115a/115b的斜面部段415来接合夹扣115a/115b，从而使夹扣115a/115b沿远离构建板110和（一个或多个）壁部段116的方向偏转。一旦将构建板定位在图4中所示出的位置处，夹扣115a/115b就弹回以将构建板110夹持在图4中所示出的位置中。（注意，可以替代地或附加地在构建板框架113上在凹槽114a/114b处形成斜面轮廓。）。

图6是根据本发明的示例实施例的构建板110和构建平台100的后视分解图。

通过示例的方式已经示出和描述的上文所描述的实施例以及其许多优点将通过前述描述来理解，并且将显而易见的是，可以在不脱离所公开的主题或不牺牲其一个或多个优点的情况下，对部件的形式、构造和布置进行各种改变。实际上，这些实施例的描述形式仅是解释性的。这些实施例易受各种修改和替代形式的影响，并且以下权利要求意图涵盖和包括这种改变，并且不限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围的所有修改、等效物和替代形式。

也就是说，上文描述意图是说明性的而非限制性的，并且是在特定应用及其要求的上下文中提供的。根据前述描述，本领域的技术人员可以了解，本发明可以各种形式实施，并且各种实施例可以单独或组合地实施。因此，尽管已经结合本发明的特定示例描述了本发明的实施例，但是在不脱离所描述的实施例的精神和范围的情况下，本文中所限定的一般原理可以应用于其它实施例和应用，并且实施例的真实范围和/或本发明的方法不限于所示出和描述的实施例，因为在研究附图、说明书和所附权利要求之后，各种修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。例如，部件和功能可以以不同于各种所描述的实施例的方式分离或组合，并且可以使用不同的术语来描述。这些和其它变型、修改、添加和改进可以落入如所附权利要求中限定的本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种三维（3D）打印机，其配置成通过挤出长丝层来合成3D物体，所述3D打印机包括：

包括喷嘴的挤出机，所述挤出机配置成通过所述喷嘴将所述长丝层挤出到构建表面上；

构建平台；以及

构建板，其构造成可移除地夹持到所述构建平台并且其包括所述构建表面；

其中：

所述构建平台包括基座、加热层、布置在所述基座与所述加热层之间的至少一个可压缩偏压元件以及夹具；并且

所述构建平台配置成将所述构建板接收到夹持位置中，其中，所述夹具配置成将所述构建板可释放地夹持到所述加热层上方的所述构建平台上，从而使所述至少一个可压缩偏压元件将所述加热层朝向被夹持的偏压板向上压缩并偏压，以用于使所述加热层在构建表面上均匀地分配热量。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其中，所述至少一个可压缩偏压元件是布置在所述基座与所述加热层之间的可压缩层。

3.根据权利要求2所述的3D打印机，其中，所述可压缩层由泡沫材料形成。

4.根据权利要求3所述的3D打印机，其中，所述泡沫材料是泡沫状硅树脂。

5.根据权利要求2所述的3D打印机，其中，所述可压缩层由聚氨酯泡棉形成。

6.根据权利要求1所述的3D打印机，其中，所述基座是平台框架，在所述平台框架上布置有平台板，并且所述至少一个可压缩偏压元件包括从所述平台板切出的多个偏压指状物。

7.根据权利要求6所述的3D打印机，其中，所述平台板和所述偏压指状物是含金属的。

8.根据权利要求1所述的3D打印机，其中：

所述夹具包括至少一个柔性夹扣和至少一个相对的竖直支撑件；并且

所述构建平台配置成用于通过以下方式接收所述构建板：将所述构建板的第一边缘保持抵靠所述竖直支撑件，并且在所述构建板的所述第一边缘保持抵靠所述竖直支撑件的同时使所述构建板的第二边缘朝向所述至少一个柔性夹扣向下旋转，直到所述构建板的所述第二边缘接触所述至少一个柔性夹扣为止，此时所述至少一个柔性夹扣配置成沿远离所述竖直支撑件的方向弯曲，其中所述构建板的所述第一边缘继续向下旋转，直到所述构建板的所述第一边缘到达锁定位置，此时，所述至少一个柔性夹扣配置成沿朝向所述竖直支撑件的方向弹回，从而将所述构建板锁定到所述构建平台。

9.根据权利要求8所述的3D打印机，其中，所述至少一个柔性夹扣包括凸缘，所述凸缘沿朝向所述竖直支撑件的方向延伸并且配置成在所述构建板处于所述锁定位置中时向所述构建板的顶部向下施加压力。

10.根据权利要求8所述的3D打印机，其中，所述竖直支撑件包括凸缘，所述凸缘沿朝向所述至少一个柔性夹扣的方向延伸，并且配置成在所述构建板处于所述锁定位置中时在所述构建板的顶部上延伸。

11.根据权利要求10所述的3D打印机，其中，所述凸缘配置成在所述构建板处于所述锁定位置中时将压力向下施加到所述构建板的所述顶部上。

12.根据权利要求8所述的3D打印机，其中，在所述构建板保持抵靠所述竖直支撑件时，所述竖直支撑件在其竖直延伸时弯曲以容纳所述构建板的旋转。

13.根据权利要求12所述的3D打印机，其中，所述竖直支撑件在其顶部处包括水平延伸的凸缘。

14.根据权利要求1所述的3D打印机，其中，所述构建平台进一步包括所述加热层与所述至少一个可压缩偏压元件之间的绝缘层，其中，所述绝缘层配置成使所述构建平台的在所述绝缘层下方的部分与所述加热层生成的热量热绝缘。

15.根据权利要求1所述的3D打印机，其中：

所述夹具包括两个柔性夹扣；

所述构建板包括（a）在所述构建板的前边缘中、在所述构建板的第一前角处或附近的第一凹槽，以及（b）在所述构建板的所述前边缘中、在所述构建板的第二前角处或附近的第二凹槽；

所述两个柔性夹扣配置成分别在所述第一和第二凹槽中闩锁到所述构建板的所述前边缘上；并且

所述构建板包括：（a）在所述第一前角处或附近的第一突出部，所述第一突出部沿远离所述凹槽的第一方向从所述构建板的第一侧边缘侧向地突出；以及（b）在所述第二前角处或附近的第二突出部，所述第二突出部沿远离所述凹槽的第二方向从所述构建板的第二侧边缘侧向突出。

16.根据权利要求15所述的3D打印机，其中，所述构建板包括玻璃中心构建区域和包围所述中心构建区域的塑料构建框架，所述凹槽形成在所述塑料构建框架中，并且所述第一和第二突出部与所述塑料构建框架形成为一体。

17.根据权利要求1所述的3D打印机，其中，所述加热层包括印刷电路板加热器。

18.根据权利要求1所述的3D打印机，其中，所述基座包括平台框架和可调节地连接到所述平台框架的平台板，并且所述夹具与所述平台板形成为一体。

19.一种用于三维（3D）打印机的构建平台，所述三维打印机配置成通过将长丝层挤出到构建板的构建表面上来合成3D物体，所述构建平台包括：

基座；

加热层；

至少一个可压缩偏压元件，其布置在所述基座与所述加热层之间；以及

夹具；

其中，所述构建平台配置成将所述构建板接收到夹持位置中，其中，所述夹具配置成将所述构建板可释放地夹持到所述加热层上方的所述构建平台上，从而使所述至少一个可压缩偏压元件将所述加热层朝向被夹持的所述偏压板向上压缩并偏压，以用于使所述加热层在所述构建表面的平面延伸部分上均匀地分配热量。

20.一种包括用于三维（3D）打印机的构建表面的构建板，所述三维打印机配置成通过将长丝层挤出到所述构建板的所述构建表面上来合成3D物体，所述构建板包括：

玻璃中心构建区域；以及

塑料构建框架，其包围所述中心构建区域，其中，所述构建框架包括：

第一凹槽，其在所述构建板的前边缘中、在所述构建板的第一前角处或附近；

第二凹槽，其在所述构建板的所述前边缘中、在所述构建板的第二前角处或附近；

第一突出部，其在所述第一前角处或附近，所述第一突出部沿远离所述凹槽的第一方向从所述构建板的第一侧边缘侧向突出；以及

第二突出部，其在所述第二前角处或附近，所述第二突出部沿远离所述凹槽的第二方向从所述构建板的第二侧边缘侧向突出。

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