CN111278628A - 用于增材制造打印头的设备、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开是用于增材制造的打印头的至少一种设备、系统和方法。该设备、系统和方法可以包括：至少两个邻近的滚筒，该至少两个邻近的滚筒适于在其间接收和挤出用于增材制造的打印材料丝，两个滚筒中的每一个包括两个半部，其中每个滚筒半部包括相对于相对的滚筒半部的齿偏移的齿；电机，所述电机能够对两个滚筒中的至少一个滚筒赋予旋转，其中所述挤出由所述旋转产生；以及连接到热端的接口，其能够在至少部分液化之后输出打印材料丝以执行增材制造。

Description

用于增材制造打印头的设备、系统和方法
技术领域
本公开涉及增材制造，并且更具体地，涉及用于增材制造打印头的设备、系统和方法。
背景技术
包括三维打印的增材制造不仅打印技术的发展上，而且在例如产品研发能力、原型制作能力和实验能力方面取得了非常显著的进步。在可用的增材制造(统称为"3D打印")技术中，熔融沉积材料("FDM")打印是已经开发的最重要的3D打印类型之一。
FDM是一种增材制造技术，其允许在逐层的基础上创建3D元件，从打印元件的基础层或底层开始，并且通过使用例如加热和将热塑性细丝挤出到连续层中来打印到顶层或最后一层。简单地说，FDM系统包括打印头、X-Y平面控制模板和打印平台，打印材料丝从打印头供给到加热的喷嘴，X-Y平面控制模板在X-Y平面中移动打印头，基底在打印平台上打印，并且打印平台在打印连续层时在Z轴中移动。
更特别地，FDM打印机喷嘴将从打印头接收的热塑性打印丝材加热成半液态，并且将半液态热塑性材料沉积成沿着为构建元件的每个连续层而提供的X-Y平面挤出路径平面的可变尺寸的珠粒。打印的珠/迹线尺寸可以基于随后被打印的部件或部件的方面而变化。此外，如果需要对部件的方面的结构支撑，则由FDM打印机打印的轨迹可包括可移除的材料以充当一种脚手架来支撑需要支撑的部件的方面。因此，FDM可用于构建实验性或功能性部件的简单或复杂几何形状，例如用于原型制作、少量生产、制造辅助等。
然而，由于影响FDM，特别是影响FDM工艺的打印速度、质量和效率的多种因素，FDM在更广泛的应用中的使用受到严重限制，例如中等到大批量生产。如所提及的，在FDM打印中，通常将热塑性塑料从打印头挤出，然后加热，并在打印头的控制下从加热喷嘴向外推出到打印板/平台或正被生产的部件的前一层上。喷嘴根据预先输入的几何形状通过打印头的机器人X-Y平面调节来回移动，例如可以输入处理器以控制机器人移动以形成所需的部件。
因此，由于已知打印头的性质，例如FDM打印中通常提供的那些打印头，目前经常发生对增材制造的成本、效率和性能的限制。简而言之，在典型的已知打印头中，打印材料从卷轴通过两个打印滚筒(hob)供给，该两个打印滚筒用于朝向打印机的"热端"挤出打印材料。在已知的实施例中，步进电机使其间具有打印材料的两个邻接的滚筒在相反方向上转动，以便将打印材料从卷轴馈送到热端。然而，当前打印材料馈送的步进式性质常常划伤细丝，并且进一步使打印材料细丝经受各种不期望的影响，诸如压缩、摩擦和滞后。打印材料的滞后可能是特别有害的，至少因为打印材料可能卷曲或者以其他方式在从滚筒的输出或输入至滚筒处重新缠绕，从而堵塞打印机。目前使用的滚筒的性质加剧了这些不利的打印效果。
因此，存在对用于增材制造打印头的设备、系统和方法的需要。
发明内容
本公开至少包括用于增材制造的打印头的装置、系统和方法。该设备、系统和方法可以包括：至少两个邻近的滚筒，该至少两个邻近的滚筒适于在其间接收和挤出用于增材制造的打印材料丝，两个滚筒中的每一个包括两个相对的半部，其中滚筒半部中的每一个包括相对于相对的滚筒半部的齿偏移的齿；电机，所述电机能够将旋转赋予所述两个滚筒中的至少一个，其中，所述挤出由所述旋转产生；以及到热端的接口，该到热端的接口能够在至少部分液化之后输出打印材料丝以执行增材制造。
因此，所公开的实施例提供了一种用于增材制造打印头的设备、系统和方法。
附图说明
所公开的非限制性实施例是关于附图来讨论的，附图形成了本发明的一部分，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是增材制造打印机的示意图；
图2是示例性增材制造系统的示意图；
图3A和3B示出增材制造打印头的滚筒；
图4A和4B示出增材制造打印头的滚筒；
图5示出了用于增材制造打印头的滚筒系统；
图6A和6B示出了用于旋转增材制造打印头的一个或多个滚筒的伺服电机；
图7A和7B示出了增材制造打印头中的示例性热端供给路径；
图8示出了增材制造系统中的热端的分区熔化；
图9示出了增材制造系统中的打印头；
图10示出了增材制造系统中的打印头；以及
图11示出了示例性计算系统。
具体实施方式
本文提供的附图和描述可能已经被简化以说明与清楚理解本文描述的装置、系统和方法相关的方面，同时为了清楚起见，消除了可以在典型的类似设备、系统和方法中发现的其他方面。因此，本领域技术人员可以认识到，其它元件和/或操作对于实现本文所述的设备、系统和方法可能是期望的和/或必要的。但是因为这样的元件和操作在本领域中是已知的，并且因为它们不利于对本公开的更好理解，所以为了简洁起见，在此可能不提供对这样的元件和操作的讨论。然而，本公开被认为仍然包括本领域普通技术人员已知的对所描述的方面的所有这样的元件、变化和修改。
在全文中提供实施例，以使本公开充分彻底并且将所公开的实施例的范围完全传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，例如具体组件、设备和方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，不需要采用某些具体公开的细节，并且可以以不同的形式来实施。因此，实施例不应被解释为限制本公开的范围。如上所述，在一些实施例中，可能不详细描述公知的工艺、公知的器件结构和公知的技术。
本文所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不是旨在进行限制。例如，如本文所用，单数形式"一"、"一个"和"该"也可旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。术语"包括"、"包含"、"含有"和"具有"是包含性的，因此指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。除非特别地被确定为优选的或需要的执行顺序，否则这里描述的步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行。还应理解，可采用额外或替代步骤来代替所揭示方面或与所揭示方面结合。
当元件或层被称为在另一元件或层"上"、"接合到"、"连接到"或"联接到"另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、接合到、连接到或联接到另一元件或层，除非另外清楚地指出，否则可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为"直接在另一元件或层上"、"直接接合到"、"直接连接到"或"直接联接到"另一元件或层时，可能不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，"之间"对"直接之间"、"相邻"对"直接相邻"等)。此外，如本文所使用的，术语"和/或"包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
此外，尽管术语第一、第二、第三等可以在这里用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。除非上下文清楚地指出，否则诸如"第一"、"第二"和其它数字术语的术语当在本文中使用时不暗示顺序或次序。因此，在不脱离实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
如本文所讨论的，寻求改进的打印头实施例：其中，可以在没有所提及的有害影响，例如滞后或阻塞的前提下提高打印头速度；其中，可以提高打印精度；其中，改善了打印响应性；并且其中，打印头的重量减小。在所公开的实施例及其等同物中，打印头速度可以提高到例如100mm3每秒；精度可以提高，例如每计数0.0003mm3，在400微米宽和100微米厚的迹线下具有10微米的迹线长度分辨率；可以改进响应性，诸如对于具有2微秒急停的1kHz系统响应；并且打印头的重量可以改进到例如600克或更小的量级。
图1示出了示例性FDM打印机100的框图。在该图示中，打印机包括X-Y轴驱动器102，其适于在二维平面中，即沿着X和Y轴移动打印头104，并因此移动打印喷嘴106。用于增材制造的FDM打印机100中还包括前述打印头104和打印喷嘴106。如从图1中明显看出的，在加热的打印材料相对于X-Y驱动器102的X-Y平面移动沿着Z轴从打印喷嘴106向外流动时，可以发生打印。由此，打印材料层110可以沿着由X-Y驱动器102指定的路径从打印喷嘴106提供到构建板111上。
图2更具体地示出了用于示例性增材制造设备的打印头104和打印喷嘴106系统，所述示例性增材制造设备诸如3-D打印机，诸如FDM打印机。如图所示，打印材料110经由头104的滚筒103从打印材料110a的卷轴挤出到加热的喷嘴106中并通过该加热喷嘴。当打印喷嘴106加热打印材料110时，打印材料110至少部分地液化，以便在沿着打印喷嘴106远离打印头104处从打印喷嘴106的端部端口106a输出。由此，挤出的打印材料110从端口106a经由Z轴沿着由与打印头104连接地相关联的X-Y驱动器102(参见图1)确定的X-Y平面路径向外"打印"。
实施例可以通过提供改进的滚筒103和滚筒驱动器302以从打印材料卷轴110a夹持打印材料110等来提供对打印头104的前述改进。图3示出了具有打印材料110的滚筒的"接合长度"304，如本文所使用的那些术语。在现有技术中，该接合长度304a通常由直径在8至12或15mm范围内的滚筒产生。
图3A示出了通过具有8至12mm的较小直径的滚筒103夹紧打印材料110，因此具有较小的接合长度304A。某些实施例通过增加接合表面来改进接合长度304，即，通过增加滚筒103的直径来增强与打印材料细丝110的接合长度304，如图3B中所示。这种直径增加的滚筒103可以例如具有在20-40mm范围内的直径。
此外，如图4A和4B的示例性实施例所示，每个滚筒103可具有相对的半滚筒103A和103B。一系列齿402A、402b可以设置在每个滚筒103上，或者设置在每个半滚筒103a、103b上。作为非限制性示例，齿402a和402b可以具有尖锐的表面，例如以便增强对打印材料110的夹持。
在某些实施例中，相对的半滚筒103a和103b的齿402a和402b可以相对于彼此偏移预定的偏移量，例如180度。更具体地说，这种错位可以是在5度与180度之间，并且可以通过两个相对的滚筒半部103a和103b的完全随机的关联而发生。此外，两个相对的滚筒半部103a和103b可以在它们之间设置有垫片，使得一旦两个相对的滚筒半部103a和103b接合，就可以基于由滚筒103提供的期望的夹持水平来选择垫片。
值得注意的是，过度锐化的齿402和402b可能不符期望地过度咬合到打印材料110中，从而增加了阻力，并且同样地，齿402a和402b可以被喷砂、电镀或偏移，但是具有非锐化的表面(诸如正方形或球形细丝夹持表面)，或者偏移，或者具有变化的齿形状(诸如在三角形、正方形和球形夹持表面之间变化)，等等。
当然，相对的滚筒半部103a、103b可以以相同的方式一致地制造，并且因此齿402a、402b可以仅在相对的滚筒半部103a、103b互连时偏移。因此，可以在相对的滚筒半部103a、103b之间提供诸如可调节垫片404的可调节性，以便调节滚筒103在打印材料110上的夹持水平。由滚筒103提供的增加的抓力可以允许滚筒103的直径相对于上面关于图3所提及的直径相应地减小，这部分地是由于根据增强的抓力而减小了增加接合长度304的必要性。另外，并且可替代地，每个相对滚筒半部103a和103b中的齿402a和402b的数量可以减少，但是齿402仍然交错，只要沿着打印材料110的接合长度304保持预定水平的摩擦以便满足本文讨论的特性。
根据前述，在打印材料110上的非常高水平的夹持且具有非常低的损失(即，阻力/摩擦力)，因此可以通过某些实施例提供。此外，可以在已知技术上调整滚筒103的直径，以在打印环境之间变化，从而例如对于给定打印材料110或给定打印技术仅提供必要的扭矩水平。上述还可以使成本降低，例如由于滚筒103的容易的可更换性，这还可以改善清洁和维护打印头104所需的时间。
图5示出了根据某些实施例的用于滚筒103的示例性组件。如图所示，在某些实施例中，仅"驱动滚筒"103-1可以被驱动，而相对的滚筒103-2可以是被动的，并且被驱动滚筒103-1可以包括与其相关联的一个或多个力调节器502，以调节由滚筒103、例如特别是由被动滚筒103-2施加到打印材料110的力。更特别地，力调节装置502不仅可以设置在非驱动滚筒103-2上，而且可以附加地设置在被驱动滚筒103-1上，或者设置在两个滚筒上。
未被驱动滚筒103-2可以是弹簧加载的、凸轮传动的或以其它方式压靠在被驱动滚筒103-1上，以便在滚筒103之间提供打印材料110的最佳夹持和/或提供相对可调节性，以便允许不同的丝尺寸，而不需要机械的再调节滚筒与丝夹持之间的距离。例如，力调节502可以包括与滚筒103-1和103-2中的一个相关联地设置的专用的力调节502a和/或打开/关闭凸轮502b。在这样的实施例中，当凸轮502b闭合时，由于被迫彼此接近，因此滚筒103在物理上更紧密地与打印材料110相关联。附加的或第二力调节器502a可以朝向或远离凸轮502b移动，例如通过对如通过非限制性示例示出的螺纹可调节力元件502a的旋转调节，从而将与力调节502相关联的未被驱动滚筒103-2按压(或压下)为更靠近或更远离被驱动滚筒103-1，这必然改变由两个滚筒103施加到打印材料110的力。
如自始至终所提及的，根据某些实施例，伺服电机602可以用于驱动被驱动滚筒103-1，而不是已知技术的步进电机(注意，如上所述，可以仅驱动一个滚筒，而未被驱动滚筒103-2可以是弹簧加载的以向打印材料110施加必要的力，更具体地说，在已知技术中，步进电机通常用于驱动被驱动滚筒103-1，并且因此步进电机的典型开环驱动继续以相同的步速驱动，而不管滑动、反作用力等，与已知步进电机形成鲜明对比，在某些公开实施例中使用伺服电机602可以提供例如500Hz的伺服机械带宽，并且通过使用电机编码器结合伺服电机602，可以进一步增强对丝的夹持，如下文进一步讨论的，即，电机编码器604的用途可以允许监控滑动、电机反作用力等，从而可以期望的且恒定的调节打印材料110的进给速度。
此外，与伺服电机602结合使用单个被驱动滚筒103-1可以允许被驱动滚筒103-1的直接驱动，即无齿轮滚筒驱动(未示出)。尽管无齿轮滚筒驱动器可以稍微增加从被驱动滚筒的中心轴线到中间熔点的距离，以便允许用于安装伺服电机602(其可以是直接驱动)的足够空间，但是无齿轮驱动器仍然进一步得到改善避免了打印材料110的卷曲和堵塞。
图6A和6B示出了伺服电机602，在某些实施例中，其可以包括一个或多个电机编码器604，例如以便允许电机驱动器的测量和校准。在实施例中提供的在滚筒103和打印喷嘴106之间的伺服机械联接可以通过使用伺服电机602而相对于已知技术显著地改进，该伺服电机可以被编码，这允许提高进给速率，诸如1kHz或更高，部分地由于改进的伺服机械关系而可获得的高扭矩。
因此，在某些实施例中可以提供高扭矩电机驱动。除了扭矩水平之外，在实施例中，速度和对驱动器电机的扭矩的响应性可能也是重要的，因为如上所述，优选地，电机适于快速提供高扭矩，然后快速停止扭矩的提供，以便提供更精细的打印控制。作为非限制性示例，合适的电机可包括20倍扭矩密度的电机。
如所提及的，可以与滚筒103和/或伺服电机602相关联地提供电机编码器604，诸如集成的磁性编码器。如相关领域的普通技术人员将理解的，由于改进的电机位置评估以及因此改进的转矩控制，电机编码器604提供了增强的打印分辨率和控制。
在另外的和替代的实施例中，一个或多个滚筒103可以是导电的。因此，一个滚筒可以被提供为阳极，而材料丝可以用作阴极，或者一个滚筒可以用作阳极，而另一个滚筒用作阴极。因此，作为非限制性示例，打印材料110可以在到达热端之前在阴极与阳极之间被电加热，或者打印材料110可以被充电或以其他方式被通电以便改善粘附或向构建物赋予电荷。
通过进一步的示例并且为了避免重新缠绕/卷曲，给料可以以在滚筒103下方大约0.010英寸处被填垫702，或者可以以其他方式呈现规定的路径704，如图7A和7B所示。作为非限制性示例，这些和其它实施例中的进给硬件可由玻璃、蓝宝石、440C、WC、Al203或陶瓷形成。此外，无论丝在何处穿过进给装置，例如在上和下接收器、滚筒103、进给管等处，这种材料还可用于使卷曲或屈曲最小化。
如图7B所示，可以与打印头104相关联地提供空气供给710。作为非限制性示例，该空气供给710可以用于：冷却挤出器电机；冷却滚筒；冷却喷嘴。
更特别地，打印头104的功能用于以由与打印头104相关联的滚筒103的旋转所控制的速度将打印材料110挤出到包括打印喷嘴106的热端中。更特别地，期望打印头104能够容易地从有效打印材料110进给速度变为零速度，以及从零到有效打印材料110进给速度，如本文通篇所讨论的。更具体地，如图8所示，打印材料110由打印头104以在包括打印喷嘴106的热端内形成"区域"的方式馈送到热端106中，所述"区域"使得能够从热端的打印喷嘴106的打印端口106a排出熔化的打印材料110。
如图所示，打印头104将固态打印材料110馈送到热端的上部中，并且由热端施加到打印材料110的热量使得打印材料110的一部分在热端内熔化。然后，未熔化打印材料110的锥体出现在固态区域802A内，并且在熔化区域802b中被熔化的打印材料110包围，使得只要固态区域802A内的未熔化打印材料110锥体没有充分穿透熔化区域802b以到达喷嘴口106A，打印就可以继续。然而，如果打印头104的滚筒103将打印材料110馈送到包括打印喷嘴106的热端的速度超过打印喷嘴106的熔化能力，则打印材料110的固态区802a将穿透熔化区802b并堵塞喷嘴口106a。由此，在所公开的实施例中，可能需要滚筒的旋转的伺服速率和热端熔化打印材料110以进行打印的能力的物理和算法关联。可以使用访问一个或多个传感器的一个或多个电子处理器来维持算法关联，例如可以生成用于在关于伺服电机602、电机编码器604等的算法中使用的数据，如在下文中进一步讨论的。
在实施例中，伺服电机602和滚筒103的物理关联和热端的熔化能力可以以各种不同的方式管理。通过示例的方式并且如图9的非限制性实施例所示，公开的实施例中的被驱动滚筒103-1和未被驱动滚筒103-2可以在中心轴线上，比现有技术中明显更靠近热端的熔化区802的中心点放置。例如，在已知技术中，滚筒的中心轴线可以是距该熔融区的中心约400毫米，并且可以例如穿过一个或多个进料管。与之形成鲜明对比并且如图9所示，在所公开的实施例中，滚筒的中心轴线可以距离熔化区802的中心点大约20-40mm，例如25毫米。
图10示出了通过在打印头104的单个实施例中使用多个所公开的方面而获得的倍增的正效应。如图所示，可以提供与打印头104近似一样高的进给路径1002，以最大程度地减小打印材料110的拉力。可以提供编码电机1004，使得可以通过调整电机速度来解决丝的拉动、抓取、卡住或卷曲。可以提供单个被驱动滚筒1003，并且该滚筒可以与压靠在各种尺寸的打印材料110上具有的弹簧加载的凸轮1006的未被驱动滚筒1005配合。
所示实施例可以提供滚筒1003、1005中的过大滚筒，以提供沿着丝1010的最佳水平的夹持长度，并且被驱动滚筒1003和未被驱动滚筒1005各自可以设置有齿1012，其中，齿1012可以在每个滚筒半部上偏移，以便允许单个滚筒的半部之间以及滚筒之间的最大夹持。滚筒的进给1018可以放置成与被驱动滚筒1003和未被驱动滚筒1005两者紧密靠近。另外，从头端104到热端的出料1020可以设置成非常靠近滚筒1003、1005，从而防止卡住、弯曲和卷曲。最后，热端的熔化区域802的中心点可以设置成沿着与被驱动滚筒1003的中心轴线相距横向距离非常接近，以便防止例如弯曲和卡住。
此外，电机1004及其控制装置可以足够快速、有力和精确，以便机械地"振荡"丝1010。振荡可将能量赋予丝和熔体，从而增强打印时的粘附性和/或均匀性。振荡可另外帮助熔体流动，例如通过如上所述减少与熔融区的界面处的非熔融区，并且还可帮助混合和/或粘结熔体颗粒，例如允许使用基于熔融混合的多丝打印。此外，从热源到熔体的热传递/耦合可另外通过振荡来增强。
除了高速使用或抖动电机1004之外，振荡丝1010的方法还可包括热端的电磁刺激或物理振动，例如通过围绕热端的喷嘴106放置一个或多个线圈而不是摇动热端/喷嘴。实施例中的示例性振荡频率的范围可从大约15kHz至大约120kHz。
图11描绘了与本文描述的系统和方法结合使用的示例性计算系统1100。计算系统1100是可执行软件，例如操作系统(OS)和/或一个或多个计算应用1190，例如应用本文讨论的算法104a的应用，并且可以执行这样的应用，例如通过从I/O端口发送数据并且通过使用在I/O端口处接收的数据(例如传感器数据)来控制一个或多个滚筒电机。
示例性计算系统1100的操作主要由计算机可读指令控制，诸如存储在诸如硬盘驱动器(HDD)1115、诸如CD或DVD等光盘(未示出)、诸如USB"拇指驱动器"等固态驱动器(未示出)等计算机可读存储介质中的指令。这些指令可以在中央处理单元(CPU)1110内执行，以使计算系统1100执行贯穿本文所讨论的操作。在许多已知的计算机服务器、工作站、个人计算机等中，CPU1110在称为处理器的集成电路中实现。
可以理解的是，尽管示例性计算系统1100被示为包括单个CPU1110，但这种描述仅是说明性的，因为计算系统1100可包括多个CPU1110。另外，计算系统1100可以例如通过通信网络1170或一些其它数据通信手段来利用远程CPU(未示出)的资源。
在操作中，CPU1110从计算机可读存储介质，例如HDD1115中获取、解码和执行指令。这样的指令可以包括在诸如操作系统(OS)、可执行程序等的软件中。诸如计算机指令和其它计算机可读数据的信息经由系统的主数据传输路径在计算系统1100的组件之间传输。主数据传输路径可以使用系统总线体系1105，尽管可以使用其他计算机体系结构(未示出)，诸如使用串行器和解串器以及交叉开关以通过串行通信路径在设备之间传送数据的体系结构。系统总线1105可以包括用于发送数据的数据线、用于发送地址的地址线、以及用于发送中断和用于操作系统总线的控制线。一些总线提供总线仲裁(bus arbitration)，该总线仲裁通过扩展卡、控制器和CPU1110来调节对总线的访问。
联接到系统总线1105的存储器设备可以包括随机存取存储器(RAM)1125和/或只读存储器(ROM)1130。这种存储器包括允许存储和检索信息的电路。ROM1130通常包含不能被修改的存储数据。存储在RAM1125中的数据可以由CPU1110或其它硬件设备读取或改变。对RAM1125和/或ROM1130的访问可以由存储器控制器1120控制。存储器控制器1120可以提供地址转换功能，其在执行指令时将虚拟地址转换成物理地址。存储器控制器1120还可以提供存储器保护功能，该功能隔离系统内的进程并且将系统进程与用户进程隔离。因此，在用户模式下运行的程序通常只能访问由其自身进程虚拟地址空间映射的存储器；在这种情况下，程序不能访问另一进程的虚拟地址空间内的存储器，除非已经建立了进程之间的存储器共享。
另外，计算系统1100可以包含外围通信总线135，其负责将指令从CPU1110传送到外围设备和/或从外围设备接收数据，所述外围设备诸如外围设备1140、1145和1150，其可以包括打印机、键盘和/或本文通篇讨论的传感器、编码器等。外围总线的一个例子是外围部件互连(PCI)总线。
由显示控制器1155控制的显示器1160可以用于响应于上述计算程序的操作，显示由计算系统1100生成或应其请求而生成的视觉输出和/或呈现。这样的视觉输出可以包括例如文本、图形、动画图形和/或视频。显示器1160可以用基于CRT的视频显示器、基于LCD或LED的显示器、基于气体等离子体的平板显示器、触摸面板显示器等来实现。显示控制器1155包括产生发送到显示器1160的视频信号所需的电子组件。
此外，计算系统1100可以包含网络适配器1165，其可以用于将计算系统1100联接到外部通信网络1170，其可以包括或提供对因特网、内联网、外联网等的访问。通信网络1170可以向计算系统1100提供用户访问，其可以通过电子方式地通信和传送软件和信息。另外，通信网络1170可以提供分布式处理，其涉及若干计算机以及在执行任务时的工作量或协作工作的共享。可以理解的是，所示的网络连接是示例性的，并且可以使用在计算系统1100和远程用户之间建立通信链路的其它手段。
网络适配器1165可以使用任何可用的有线或无线技术来与网络1170进行通信。作为非限制性示例，这样的技术可以包括蜂窝、Wi-Fi、蓝牙、红外等。
可以理解的是，示例性计算系统1100仅示出了本文所描述的系统和方法可在其中操作的计算环境，并且不限制此处所描述的系统和方法在具有不同组件和配置的计算环境中的实现。也就是说，本文描述的概念可以使用各种组件和配置在各种计算环境中实现。
在上述详细描述中，为了本公开的简洁，各种特征可以在各个实施例中组合在一起。这种公开方法不应被解释为反映了任何随后要求保护的实施例需要比明确记载的特征更多的特征的意图。
此外，提供本公开的描述以使得本领域的任何技术人员能够制造或使用所公开的实施例。所属领域的技术人员将容易明白对本发明的各种修改，且本文所界定的一般原理可在不脱离本发明的主旨或范围的情况下应用于其它变化。因此，本公开内容并不旨在局限于本文所描述的示例和设计，而是应当符合与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (20)

1.一种用于增材制造的打印头，包括：
两个邻近的滚筒，两个邻近的所述滚筒适于在其间接收和挤出用于所述增材制造的打印材料丝，两个所述滚筒中的每个滚筒包括两个相对的半部，其中每个滚筒半部包括相对于相对的滚筒半部的齿偏移的齿；
电机，所述电机能够对两个所述滚筒中的至少一个所述滚筒赋予旋转，其中所述挤出由所述旋转产生；以及
连接到热端的接口，所述热端能够在至少部分液化之后输出所述打印材料丝以执行所述增材制造。
2.根据权利要求1所述的打印头，其中，两个所述滚筒各自具有在20-40mm范围内的直径。
3.根据权利要求1所述的打印头，其中，所述齿包括尖锐表面。
4.根据权利要求1所述的打印头，其中，所述偏移包括在5度和180度之间。
5.根据权利要求1所述的打印头，还包括位于四个所述滚筒半部的每一对所述滚筒半部之间的垫片。
6.根据权利要求5所述的打印头，其中，所述垫片通过两个所述滚筒在所述丝中提供预定的夹持水平。
7.根据权利要求5所述的打印头，其中，所述垫片能够手动调节。
8.根据权利要求1所述的打印头，其中，所述齿包括非尖锐表面。
9.根据权利要求8所述的打印头，其中，所述非尖锐表面包括正方形或球形表面中的一个。
10.根据权利要求1所述的打印头，其中，所述电机使两个所述滚筒中的一个旋转，并且未被驱动的滚筒包括改变与被驱动的滚筒的接近程度的至少一个力调节装置。
11.根据权利要求10所述的打印头，其中，所述力调节装置包括弹簧加载的凸轮。
12.如权利要求11所述的打印头，其中，所述弹簧加载的凸轮与可旋转的距离调节器相关联。
13.根据权利要求1所述的打印头，其中，所述电机包括伺服电机。
14.根据权利要求13所述的打印头，其中，所述伺服电机提供至少500Hz的伺服机械带宽。
15.根据权利要求1所述的打印头，还包括与所述电机相关联的至少一个编码器。
16.根据权利要求1所述的打印头，其中，从两个所述滚筒到与所述热端连接的所述接口的进给速率包括至少1kHz的频率。
17.根据权利要求1所述的打印头，还包括位于与所述热端连接的所述接口处的垫片。
18.根据权利要求1所述的打印头，还包括用于冷却所述电机、所述滚筒和所述热端中的至少一者的空气供给装置。
19.根据权利要求1所述的打印头，还包括感测所述电机、所述滚筒和所述接口中的至少一者的至少一个传感器。
20.根据权利要求1所述的打印头，其中从所述滚筒的中心轴线到所述热端的中点的横向距离为大约25毫米。
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