CN111615448B - 去除构建材料的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于从容器去除构建材料的示例性方法。在该示例中，可以在导管中引发脉动气流以便以脉动地从容器吸引构建材料。

Description

去除构建材料的系统和方法
背景技术
在3D打印技术中，以逐层的方式生成三维物体。在一些示例中，连续地形成构建材料层，并且每一层的部分可以被选择性地固化以形成物体的每一层。在一些示例中，未固化的构建材料可以在打印过程之后从固化的物体上去除，使得固化的物体可以被取出。
附图说明
图1示意性地示出去除构建材料的系统的示例。
图2示意性地示出去除构建材料的系统的示例。
图3示意性地示出去除构建材料的系统的示例。
图4a-c示意性地示出去除构建材料的系统的参数的时间演变的示例。
图5示意性地示出计算机可读存储介质的示例，其包括控制系统以去除构建材料的指令，该指令可由处理器来执行。
图6示出去除构建材料的方法的示例的流程图。
图7示出去除构建材料的方法的示例的流程图。
图8示出去除构建材料的方法的示例的流程图。
图9示出去除构建材料的方法的示例的流程图。
具体实施方式
在3D打印技术中，以逐层的方式由构建材料生成三维物体。构建材料可以是基于粉末的、颗粒或粒状材料的，并且可以包括干的和湿的构建材料。构建材料可以包括塑料、热塑性塑料、聚合物、丙烯酸树脂、聚酯、硅树脂、聚酰胺、尼龙、有机材料、金属或陶瓷中的至少一种。在一些示例中，形成构建材料的颗粒可以具有不同的尺寸或形状，并且在一些示例中，构建材料可以包括不同的材料、粘合剂、添加剂或填充物。构成构建材料的颗粒可以是例如球形、纤维形、细长、扁平、圆柱形、多面体形或片状的。
在3D打印技术的一些示例中，形成连续的构建材料层，并且选择性地固化每个构建材料层的部分，使得构建材料的逐层固化的部分形成了三维物体。构建材料的固化可以基于例如熔化、粘合、烧结、熔合、固化或聚结。在一些示例中，将试剂沉积到构建材料层的区段上，并且通过向构建材料层和试剂施加能量该区段固化。
在3D打印技术的一些示例中，在构建单元中的平台上形成构建材料层。构建单元可以限定三维空间，在该三维空间内可以生成三维物体。构建单元可以是容器并且可以是开放的。平台可以平行于构建单元的侧面而移动，使得可以在彼此的顶部上形成连续的构建材料层，并且可以选择性地固化构建材料层的部分。在一些示例中，在3D打印过程完成之后或在3D打印过程期间，构建单元包含了固化的三维物体和未固化的构建材料。
在3D打印技术的一些示例中，可以从固化的物体去除未固化的构建材料。在一些示例中，未固化的构建材料将固化的物体包围在所谓的结块中。例如，未固化的松散构建材料可从包括固化物体和未固化构建材料的构建单元去除，使得固化物体可被获取和取出。在一些示例中，可以用导管（例如软管或管）从构建单元抽吸未固化构建材料。在一些示例中，用户可以握住导管，使得导管的开口端在构建单元内，以从构建单元去除散失的构建材料。在一些示例中，后处理站可以以自动或半自动的方式从构建单元去除构建材料。
本文描述的示例涉及从容器（例如从诸如构建单元的3D打印系统的元件）去除构建材料的系统和方法。在本文描述的示例中，可以通过脉动吸引从容器去除构建材料。例如，可以在导管中引发气流的脉动以从容器去除构建材料，其中气流的脉动带走容器中的构建材料，并且构建材料因此与气流一起被通过导管输送。本文描述的一些示例可以减少从容器诸如从构建单元去除构建材料的时间量，并且固化物体可以被去结块，或者以其他方式去除未固化构建材料，并且可以更快地获取。例如，当引发脉动气流时，气流在容器中可以是湍流的并且基本上非稳定地通过导管，使得容器中的构建材料可以变成气载的，并且与稳定气流相比，可以由气体脉动带走更多的构建材料。
图1示意性地示出了去除构建材料的系统(010)的示例。该系统包括导管(011)和控制器(012)，导管(011)具有第一开口端，用于在引发气流时从容器去除构建材料，控制器(012)用于控制系统(010)的部件以在导管(011)中引发脉动气流，以从容器去除构建材料。该容器可以是3D打印机的元件，并且可以包含要被去除或要被输送的构建材料（例如未固化构建材料，诸如松散粉末）以及气体，例如空气。该容器也可以是3D打印机的可替换元件，或者可以是存储或保持构建材料的容器，例如保持固化和未固化构建材料的结块，或者将构建材料存储在供应容器或存储腔内。
导管(011)可以是软管、管、管道、套管等，以在其中引发气流时从容器去除构建材料。例如，可以通过开口端（诸如图2中示意性图示的导管(011)的开口(021)）从容器抽吸或吸引构建材料，并且构建材料可以与引发的气流一起流过导管(011)。导管(011)可以可连接到容器(022)并且在可从该容器(022)去除构建材料(023)时处于固定位置。在一些示例中，导管(011)可由操作者握持，并且导管(011)的开口端可放置在容器(022)内或附近以去除构建材料(023)。例如，容器(022)可具有出口，诸如图2中描绘的开口(024)，通过该出口可去除构建材料。在一些示例中，导管(011)的第一开口端(021)可例如经由出口开口(024)连接到包括未固化构建材料和三维物体的构建单元或器皿，以从所述构建单元或器皿去除未固化构建材料，使得可以获取该三维物体。
控制器(012)可以是微控制器、集成电路、嵌入式系统或者电路和可执行指令的任何组合，所述可执行指令如将参照图5更详细描述的代表执行控制操作的控制程序。控制器(012)可以包括电路，以控制系统(010)的部件，以在导管(011)中引发脉动气流。例如，控制器(012)可以控制真空泵、阀、气体入口、气体出口、风扇、加压气体源、真空部件或在导管(011)中引发脉动气流的系统的另一部件。例如，控制器(012)可以控制系统(010)的部件的操作、电功率、频率或输入信号，以引发脉动气流。例如，控制器(012)可以调制部件的输入信号，使得该部件脉动地或以循环操作来操作。例如，控制器(012)可以控制部件以工作循环来操作，使得引发脉动气流。在一些示例中，控制器(012)可以从系统(010)的部件接收信号，并且可以例如在反馈回路中基于所接收的信号来控制部件以引发脉动气流。
在一些示例中，去除构建材料的系统可以包括真空泵(025)，例如如图2中所示的。真空泵(025)可以连接到导管(011)的第二开口端(027)，诸如连接到与导管(011)的第一开口端(021)相对的第二开口端(027)。真空泵(025)可以用于引发通过导管(011)的压力差，并且真空泵(025)可以被密封到第二开口端(027)。例如，真空泵(025)可以施加吸力并且可以在导管(011)中引发气流。在一些示例中，控制器(012)可以控制真空泵(025)以在导管(011)中引发脉动气流。
例如，真空泵(025)可以被控制以引发气流以循环地开始和停止，或者真空泵(025)可以被控制以在至少两个操作模式之间循环地改变，使得在导管(011)中引发脉动气流。在一些示例中，真空泵(025)的操作模式可以被反转，诸如像风扇或鼓风机一样操作，例如以引发在相反方向上流动的气流的抽吸脉动和气流的膨吹脉动。控制器(012)可以控制真空泵(025)以突然触发气流或突然引发压力差，使得从容器(022)引发气流的浪涌通过导管(011)。例如，气流的浪涌可以是包括基本上非稳定气流的部分的脉动气流，以从容器(022)中抽吸构建材料。真空泵(025)可以被控制以工作循环来运行，使得可以在导管(011)中引发脉动气流。在一些示例中，真空泵(025)可以被控制以在导管(011)中引发气流，并且气流可以例如通过闸门、阀等被中断或阻断，使得引发脉动气流。
在一些示例中，去除构建材料的系统可以包括在导管(011)处的阀(026)，诸如图2中所示的。阀(026)可以例如是压力阀、蝶形阀或允许或调节通过导管(011)的气流的其他合适的阀。阀(026)可以定位在导管(011)的第一开口端(021)与第二开口端(027)之间。控制器(012)可以控制阀(026)处于完全打开状态、完全关闭状态或完全打开和完全关闭之间的中间状态中的一个。例如，阀(026)可以由控制器(012)控制以引发脉动气流。
例如，控制器(012)可以控制阀(026)被关闭，使得在阀(026)和导管(011)内的第二开口端(027)之间生成真空。例如，真空泵(026)可以被控制以在容器(022)和导管(011)的关闭部分之间生成压力差，同时阀(026)被控制为关闭。然后，控制器(012)可以控制阀(026)打开，使得在导管(011)中引发气流的脉动或浪涌。例如，控制器(012)可以控制阀(026)突然打开，或者与阀的全工作循环相比基本上瞬时打开。例如，控制器(012)可以控制阀(026)交替循环地(例如，在工作循环中)在第一时间段期间打开并且在第二时间段期间关闭，以引发脉动气流。在构建材料去除期间，工作循环可以不是恒定的。通过控制阀(026)打开而引发的气流的脉动或浪涌可以引发基本上非稳定的气流的时段。
在一些示例中，阀(026)可以定位在导管(011)的第一开口端(021)附近。例如，当在打开之前生成较高的压力差时，或者当在打开阀(026)之前排空导管(011)的较大部分时，通过控制阀(026)打开而引发的脉动气流可以带走更多的构建材料颗粒。在一些示例中，当在封闭导管(011)内生成较高的压力差时或当导管(011)的较大部分被排空时，引发的气流的脉动可包括较长时段的非稳定流。例如，阀(026)可以定位在第一开口端(021)处，或者定位在离导管(011)的第一开口端(021)约1厘米、2厘米、5厘米、10厘米或约20厘米处。
在一些示例中，容器(022)可具有气体入口或者可以不是气密的，使得气体可流入容器(022)中，并且可在其中引发脉动气流时使构建材料(023)变成气载的。例如，如图3中所示，容器(022)可具有在容器(022)的下部或在容器(022)的另一部分处的气体入口(031a、031b)。当引发脉动气流时，容器(022)中的气体入口可以促进构建材料(023)的吸引。例如，周围气体（诸如来自容器(022)周围环境的空气）在被通过导管(011)生成的压力差抽吸时可通过入口(031)流入容器(022)，并可在容器(022)中打旋、分散或扬升例如松散粉末的构建材料(022)，并且因此构建材料(023)可变成可气载的。当控制器(012)控制例如阀在一个工作循环之后关闭时，扬升的、气载的或分散的构建材料(022)可能会沉降或落下。因此，脉动地吸引构建材料可以引发容器(022)中的气载构建材料的湍流运动，并且可以促进构建材料去除。
在一些示例中，当脉动气流被引导通过导管(011)以通过第一开口端(021)去除构建材料时，导管(011)的另一端（例如第二开口(027)）可将构建材料和脉动气流的气体的混合物引导到构建材料分离器(图中未示出)，以例如在真空泵(025)之前将构建材料与气体分离开。构建材料分离器可包括筛网、过滤器、障碍物、屏障，或可基于旋风分离原理以从气体中分离构建材料。例如，分离器可以根据不同的重量、动量、荷载、尺寸或速度而分离材料、气体分子或颗粒。在一些示例中，未固化构建材料可以部分地与气体分离。在一些示例中，与气体分离的未固化构建材料可被存储在另一容器中，诸如存储容器或供应容器，并且可以被再循环。
在一些示例中，导管(011)的开口端(021)可以包括在诸如导管(011)的若干臂或分支处的若干开口端，以通过脉动吸引从多个容器(未在图中示出)中去除构建材料。例如，导管(011)的每个臂或分支可以连接到容器的出口。可以控制例如附接在导管第二端的真空泵以生成压力差，诸如以通过导管和通向多个容器的臂或分支恒定地施加吸力。在一些示例中，可以控制多个阀，例如定位在导管(011)的臂或分支处的每个阀，以从每个容器引发脉动气流，并且例如通过导管的每个臂或分支，以使用脉动气流从每个容器去除构建材料。
例如，控制器(012)可以控制以关闭所有的阀，使得在导管的封闭部分内建立起真空。控制器(012)可以控制以打开至少一个阀，以引发来自至少一个容器的气流的浪涌或脉动，使得通过导管(011)的相应的臂或分支从容器中去除构建材料。在一些示例中，控制器(012)可以控制以再次关闭所有阀，使得真空再次建立起来，并且然后可以打开至少一个其他阀以引发来自另一容器的气流的脉动，以去除构建材料。在一些示例中，可以通过以工作循环来操作每个阀，而从多个容器中的每个容器引发气流的脉动通过导管(011)的臂或分支。在一些示例中，系统(010)的部件可以针对连接到导管(011)的开口端的每个容器而引发基本上非稳定气流的脉动。
在一些示例中，控制器(012)可以用于控制系统(010)的部件，以基于要从容器(022)中去除的构建材料的参数来引发脉动气流。例如，可以确定或测量构建材料类型、构建材料去除的速率、容器(022)或导管(011)中的构建材料的温度、要去除或已经去除的构建材料的流速率、压力、质量或体积、或构建材料或气流的另一个参数，并且可以由控制器(012)接收对应的信号。控制器(012)可以以闭环方式控制系统(010)的部件以基于接收的参数引发脉动气流。例如，部件的工作循环可以由控制器(012)基于所接收的信号来控制。诸如，如果构建材料去除速率降低或下降到阈值以下，则可以修改用于引发脉动气流的部件的工作循环。在一些示例中，控制器(012)基于先前的测量或观察(诸如，基于经验数据)来控制部件以引发脉动气流。例如，控制器(012)可以基于先前测试来控制阀在工作循环中打开和关闭，以改进构建材料的去除。
图4a示意性地示出了阀（例如图2中的系统(020)的阀(026)）的工作循环的示例，以在导管(011)中引发脉动气流。图4a示意性地示出了阀随时间的状态，例如打开或关闭。阀的状态可以由控制器例如通过控制输入信号或电源来控制以引发脉动气流。用于引发脉动气流的阀的工作循环的以下示例可以适用于系统(010)的任何其他部件以去除构建材料，其中部件在工作循环中或在循环性或周期性操作模式中可控制，以如本文所述引发脉动气流。
图4b示意性地示出了通过图4a所示的阀的工作循环在导管中引发的脉动气流的示例。图4b中描绘的气流是描述引发的气流的脉动的流参数曲线的示例。控制器(012)可以控制部件以引发由与图4b中描绘的流参数曲线不同的各种曲线描述的气流的脉动。通过导管的气流可以由流参数来描述，诸如构成气流的气体颗粒的平均速度、流过导管的质量速率、每单位时间流过导管的一部分的气体的体积、每单位时间流过导管的一部分的气体颗粒的数量或其组合。引发气流的流参数可以与由控制器(012)控制的阀的工作循环或与系统(010)的部件的工作循环或受控操作相关，以去除构建材料。
图4c示意性地示出了当引发脉动气流时通过导管的构建材料去除速率的示例。例如，可以测量构建材料去除速率，或者可以基于每个时间间隔提取的构建材料的质量或体积来确定构建材料去除速率。在一些示例中，构建材料去除速率可以与所引发的用于输送构建材料的脉动气流的流参数相关，或者可以取决于所引发的用于输送构建材料的脉动气流的流参数，例如，与如图4a和4b中所示的阀的工作循环所引发的脉动气流的流参数相关。在一些示例中，构建材料去除速率可进一步取决于参数，如容器中构建材料的质量或体积、构建材料类型、温度、环境条件、机械部件、湿度等。
例如，阀可以被控制为在第一时间段(T1)内打开，并且可以被控制为在第二时间段(T2)内关闭。相应地，可以在脉动长度(T3)内引发脉动气流(041a)，并且在阀打开时的循环(T5)期间，可以脉动地(046a)吸引构建材料，之后或之前在持续时间(T4)内基本上没有气流，并且在阀关闭时在持续时间(T6)内没有构建材料去除。在一些示例中，阀的打开时间(T1)、气体脉动的脉动长度(T3)和粉末去除的循环(T5)可以是相关的，例如可以基本上同时开始或者可以基本上同时地持续。在一些示例中，阀的关闭时间(T2)、没有气流的时间跨度(T4)和没有粉末去除的时间跨度(T6)可以相关。在一些示例中，例如由于气体颗粒的惯性和构建材料的惯性，气流的脉动(041a)或粉末去除循环(046a)可以相对于阀的打开在时间上延迟。在一些示例中，气流的脉动(041a)和粉末去除循环(046a)可以通过打开阀而基本上瞬时地启动，例如图4a-c中所描绘的。
控制器可以控制阀以在工作循环中打开和关闭，使得可以引发多个气体脉动(041a、041b)，并且可以脉动地吸引构建材料(046a、046b)。例如，可以控制阀以每分钟打开一次、两次、三次、四次、五次或更多次，或者每十分钟打开一次、两次、三次、四次、五次或更多次。阀的每个工作循环可以由打开时间(T1)和关闭时间(T2)来限定。在一些示例中，打开和关闭时间可以被控制为沿着各种工作循环恒定。在一些示例中，打开时间(T1)可以是约一秒、约五秒、约十秒、约二十秒、约四十秒或约一分钟。关闭时间(T2)可以是约一秒、约五秒、约十秒、约二十秒、约四十秒、约一分钟、约两分钟、约四分钟、约六分钟或约八分钟。在一些示例中，打开时间(T1)可以是关闭时间(T2)的约1%、2%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%、120%、150%或200%。在一些示例中，控制器可以例如基于反馈信号或测量来修改阀的工作循环，并且工作循环可以不是恒定的，而是可以随时间变化。在一些示例中，气体脉动的脉动长度(T3)和粉末去除循环(T5)可对应于或可基本上与触发气流的脉动(041a)和粉末去除的脉动(046a)的阀的打开时间(T1)相同。在一些示例中，通过控制阀或系统的部件的工作循环(010)，可控制引发的气流的脉动。
在一些示例中，引发的气流的脉动(041a)可具有峰值(043a)，诸如图4b的示例中示意性地示出的，并且粉末去除速率可具有峰值(047a)，诸如图4c中示意性地示出的。在一些示例中，气流的峰值(043a)可与粉末去除速率的峰值(047a)相关。在一些示例中，无气流持续时间(T4)可由较低流参数(043b)来表征，例如无气流持续时间(T4)期间的流参数的平均值，例如较低流参数(043b)可为零，诸如当阀关闭时。在一些示例中，阀可在一段时间(T2)期间部分关闭，使得减少量的气体可以流过导管，例如，使得较低流参数(043b)可为非零，且较低构建材料去除速率(047b)可为非零。
例如，通过打开阀触发的引发的气流的脉动(041a)在脉动长度(T3)上可具有峰值流参数(043a)或平均流参数，其比描述例如当阀未完全关闭时之后或之前的减小的气流的较低流参数(043b)高至少50%、至少100%、至少500%、至少1000%或至少10000%。在一些示例中，构建材料去除速率可具有例如由引发的气流触发的峰值(047a)，并且构建材料去除的峰值(047a)或在循环长度(T5)上的平均构建材料去除速率可比描述之后或之前时间段(T6)(例如当引发减少的气流时)的较低粉末去除速率(047b)高至少50%、至少100%、至少500%、至少1000%或至少10000%。在一些示例中，当容器中的构建材料的体积减小时，诸如当基本上不再剩余构建材料要去除时在构建材料去除结束时，构建材料去除速率可随时间降低。
在一些示例中，控制器(012)可以控制系统(010)的部件以引发基本上非稳定气流的脉动(041a)，或者所引发的气流的脉动(041a)可以具有（例如，在一段时间内）基本上非稳定气流(044)的一部分。非稳定气流的流参数可以随着时间基本上不是恒定的。例如，在脉动长度(T3)期间，流参数可从峰值(043a)降低到稳定或恒定值(043c)，例如如图4b的示例流曲线所示。在一些示例中，引发的脉动气流(041a)可以具有（例如，在一段时间内）基本上稳定的气流(045)的一部分。稳定气流的流参数可以是随时间恒定的，例如，对于稳定气流(045)的部分，流参数(043c)可以是恒定的。
在一些示例中，控制器(012)可以控制系统(010)的部件，以引发具有非稳定气流的部分(044)的气流的脉动(041a)，该部分可以是气流的脉动(041a)的脉动长度(T3)的多于25%、多于50%、多于75%或100%。例如，控制器可以控制阀在达到稳定流平稳状态(045)时关闭。在一些示例中，控制器可以诸如在反馈回路中或基于经验知识来最小化稳定流(045)的部分。在一些示例中，当达到基本上稳态的气流时，构建材料去除速率可以稳定或减小。在一些示例中，在气流的脉动(041a)的非稳定流期间，构建材料去除速率较高。例如，非稳定气流可引发湍流，并且构建材料可在容器中变成气载的。在一些示例中，另外的方面可以修改构建材料的去除速率，例如构建材料类型、固化和未固化的构建材料的结块的密度、湿度、温度等。
在一些示例中，可以控制阀相对突然地或基本上瞬时地打开或关闭，或者控制器(012)可以控制系统(010)的另一部件相对突发地或突然地开始或停止工作循环或改变操作模式。例如，阀可以（例如从关闭状态到完全打开状态）在总打开时间(T1)的小于10%、小于5%或小于1%内打开或关闭。在一些示例中，系统的部件(010)可以被控制为在总工作循环的小于10%、小于5%或小于1%内在两个操作模式或状态之间改变。在一些示例中，气流的脉动(041a)或构建材料吸引的脉动(046a)可以通过打开阀来引发，并且可以相对于打开阀延迟阀的总打开时间(T1)的少于10%、少于5%或少于1%。在图4a-c的示例中，气流的脉动(041a)和利用气流的脉动去除的构建材料(046a)可以在打开阀时基本上瞬时地启动，并且可以在关闭阀时基本上瞬时地间歇。
图5示意性地示出了控制器，例如系统(010)的控制器(012)，其包括用于从容器去除构建材料的指令。控制器(012)可以包括用于控制系统(010)的真空泵(025)和阀(026)的电路。在一些示例中，控制器(012)可以包括用于控制或接收来自3D打印机的部件或来自系统(010)的信号以去除构建材料的电路。控制器(012)包括处理器(051)，其具有能够处理(例如，计算)指令的任何适当的电路，诸如一个或多个处理元件，例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、基于半导体的微处理器、可编程逻辑器件(PLD)等。处理元件可以集成在单个设备中或者分布在多个设备中。
控制器(012)包括计算机可读存储介质(052)，所述计算机可读存储介质包括指令(053)，所述指令用于控制真空泵(025)以诸如在阀(026)正在关闭导管(011)的部分时在封闭的导管(011)中建立负流体压力，并且用于控制阀(026)以打开通向构建材料容器(022)的导管(011)，使得利用从容器(022)流动通过导管(011)的流体流的脉动来去除构建材料。计算机可读存储介质(052)可以包括易失性(例如RAM)和非易失性部件(例如ROM、硬盘、CD-ROM、闪速存储器等)，并且可以是能够包含(即存储)可执行指令(053)的电子、磁、光或其他物理存储设备。存储介质(052)可以与处理器(051)集成在同一设备中，或者它可以是分离开的但是对处理器(051)可访问。指令(053)包括可由处理器(051)执行的指令，并且指令(053)可以实现去除构建材料的方法。
在一些示例中，计算机可读存储介质(052)还可以包括控制阀在循环中打开和关闭的指令，使得引发脉动的流体流以从容器去除构建材料。例如，指令可以包括控制阀以引发如图4a-c的部分中描述的脉动流体流的指令。流体可以包括气体、空气、液体组合物或加湿的空气。真空泵(026)可以是用于将液体泵送通过导管的泵。
图6示意性地示出了从容器去除构建材料的方法(060)的示例的流程图。方法(060)可以实现为控制器(012)的指令，以控制系统(010)，如图1或图5所示。方法(060)包括脉动地从容器吸引构建材料(061)。例如，该方法可包括通过连接到容器的导管从容器引发气流的脉动，以从容器脉动地吸引构建材料。所引发的气流的脉动可在容器中引发湍流，并且构建材料可变得是可以气载的，使得脉动气流可带走构建材料，并且可通过导管从容器输送构建材料。在一些示例中，引发的气流的每个脉动可以具有非稳定气流的部分，诸如例如在图4a-c的部分中描述的。
图7示意性地示出了去除构建材料的方法(070)的示例的流程图。方法(070)还可以包括在该容器与该导管(071)之间生成压力差。如图2所示，真空泵可以例如附接到导管，并且可以施加吸力，使得当导管打开时，导管的封闭部分被排空，或者可以从容器中吸引气体和构建材料。方法(070)还可以包括打开容器和导管之间的阀，使得气流的脉动从容器带走构建材料并且流过导管(072)。例如，如图2中所示，阀可以定位在导管处，并且可以触发从容器通过导管的气流的脉动。气流的脉动可以是非稳定的，或者可以具有气流的非稳定部分。例如，如图4a-c的部分中所述，阀可以突然或基本上瞬时地打开。
图8示意性地示出去除构建材料的方法(080)的示例的流程图。方法(080)还可以包括当从容器通过导管的气流达到基本上稳态时关闭该容器与该导管之间的阀(081)。例如，如在描述图4a-c的部分中所讨论的，气流的脉动的流参数可以在打开阀一段时间之后达到恒定值。基于先前的测量、测试或基于系统的反馈信号，阀可以在气流的流参数达到基本恒定的状态之前、之后或之时关闭。在一些示例中，在引发的气流的脉动的非稳定气流的时间期间，构建材料去除可以更高效。
在一些示例中，去除构建材料的方法可以进一步包括关闭容器和导管之间的阀至少一秒、约五秒、约十秒、约二十秒、约四十秒或约一分钟，使得湍流气流停止以允许构建材料沉淀在容器中，以及打开容器和导管之间的阀至少一秒、约五秒、约十秒、约二十秒、约四十秒或约一分钟的时间段，使得从容器吸引构建材料，例如如图4a-c的部分中所描述的。在一些示例中，阀可以在工作循环中操作，例如周期性地打开和关闭，以引发脉动气流，直至从容器的构建材料去除结束为止。工作循环可以不是恒定的，并且可以随各个循环变化。
图9示意性地示出了去除构建材料的方法(090)的示例的流程图。方法(090)还可以包括当阀关闭(091)时用真空泵在容器和导管之间生成压力差，并且当阀打开(092)时用真空泵从容器吸引气体和构建材料。例如，真空泵，诸如图2中所示的真空泵(025)，可以不断地通过导管施加吸力。因此，当阀关闭时，导管可以被排空并且在导管和容器之间生成压力差，而当阀打开时，可以引发非稳定气流的脉动以补偿所生成的压力差，并且可以通过该真空泵的吸力吸引另外的气体和构建材料。
如本文所述的示例可以根据以下条款来实现：
条款1：一种系统，包括导管，所述导管具有第一开口端以当在导管中引发气流时从容器去除构建材料；以及控制器，用于控制系统的部件以在导管中引发脉动气流，以从该容器去除构建材料。
条款2：根据条款1所述的系统，其中所述控制器用于控制系统的真空泵或阀以引发脉动气流，并且其中气流的脉动包括基本上非稳定的气流的部分以从容器去除构建材料。
条款3：根据任一项前述条款所述的系统，还包括真空泵和阀，所述真空泵连接在所述导管的第二开口端处以生成压力差，所述阀位于所述导管处定位在所述第一开口端和所述第二开口端之间，并且所述阀由所述控制器来控制，其中当所述阀被控制为关闭时，在所述阀和所述第二开口端之间的所述导管中生成真空，并且其中当所述阀被控制为打开时，在所述导管中引发气流的脉动。
条款4：根据条款3所述的系统，其中所述阀定位在导管处接近第一开口端。
条款5：根据任一项前述条款所述的系统，其中，所述控制器用于控制系统的部件以基于待去除的构建材料的参数来引发脉动气流。
条款6：根据任一项前述条款所述的系统，其中，所述导管的第一开口端可连接至包括未固化构建材料和三维物体的构建单元，以从构建单元去除未固化构建材料。
条款7：根据任一项前述条款所述的系统，其中，所述容器具有气体入口，使得气体能够流入所述容器，并且当引发脉动气流时，可以使构建材料变成气载的。
条款8：一种从容器去除构建材料的方法，包括脉动地从容器吸引构建材料。
条款9：根据条款8所述的方法，还包括通过连接至容器的导管从容器引发脉动气流以脉动地从容器吸引构建材料，其中气流的每个脉动具有非稳定气流的部分。
条款10：根据任一项前述条款所述的方法，还包括在该容器与导管之间生成压力差并且打开容器与导管之间的阀，使得气流的脉动从容器带走构建材料并且流动穿过导管。
条款11：根据条款10所述的方法，还包括当从容器通过导管的气流达到基本上稳态时，关闭容器与导管之间的阀。
条款12：根据条款10所述的方法，还包括关闭容器和导管之间的阀至少一秒，使得湍流气流停止以允许构建材料沉淀在容器中，并且打开容器和导管之间的阀至少一秒的时间段，使得从容器吸引构建材料。
条款13：根据条款10所述的方法，还包括当阀关闭时用真空泵在容器和导管之间生成压力差，并且当阀打开时用真空泵从容器吸引气体和构建材料。
条款14：一种包括指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时使所述处理器控制真空泵以在封闭的导管中建立负流体压力，并且控制阀以打开通向构建材料容器的导管，使得利用从容器流过导管的流体流的脉动去除构建材料。
条款15：根据条款14所述的非暂时性计算机可读存储介质，还包括指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器控制阀循环地打开和关闭，使得引发脉动的流体流以从容器去除构建材料。
以下术语当由说明书或权利要求书记载时，应被理解为以下含义。词语"包括"不排除除了所列出的那些元素之外的元素的存在，词语"包括"或"具有"不排除除了所列出的那些元素之外的元素的存在，"一"、"一个"或"该"不排除多个，并且"系列"或"多个"不排除单数。词语"或"和"和"具有组合的含义"和/或"，除了其中这样的特征和/或元素中的至少一些在上下文中是相互排斥的所列出特征的组合之外。
权利要求书和说明书(包括附图)中公开的所有特征，和/或如此公开的任何方法或过程的所有元素都可以以任何组合和顺序组合，除了其中这样的特征和/或元素中的至少一些是相互排斥的组合之外。
在本文描述的示例中，如对本领域技术人员显而易见的，去除构建材料的技术和方法可应用于各种增材制造技术中。例如，3D打印机可以涉及例如快速原型成型系统、选择性激光烧结系统、选择性/直接激光熔化系统、电子束熔化系统、粘合剂喷射系统、喷墨3D打印系统等。

Claims (13)

1.一种系统，包括：
导管，其具有第一开口端，以当在所述导管中引发气流时从容器去除构建材料；
真空泵，用于在导管中产生真空；
导管中的阀；以及
控制器，用于控制所述真空泵和所述阀，
其中，在循环的开始时，所述阀被关闭并且所述真空泵在第一时间段内操作以在所述容器和由所述阀与所述容器分开的所述导管的部分之间建立压力差；
其中所述阀然后被打开以释放所述压力差并且将脉动气流引发到所述导管中，以从容器去除构建材料。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述阀打开的第二时间段之后，所述控制器要通过关闭所述阀以重新建立所述压力差来开始新的循环。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器要在一系列循环中操作所述真空泵和所述阀，每个循环包括第一时间段，其中当所述阀被控制关闭时，在所述导管中生成压力差，
并且其中，当所述阀被控制打开时，在所述导管中引发气流的脉动。
4.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述阀定位在所述导管处在所述第一开口端附近。
5.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述控制器用于基于待去除的构建材料的参数来控制所述循环和第一时间段。
6.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述导管的第一开口端连接到包括未固化构建材料和三维物体的构建单元，以从构建单元去除未固化构建材料。
7.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述容器具有气体入口，使得气体能够流入容器，并且可在引发脉动气流时使构建材料变成气载的。
8.一种用于从容器去除构建材料的方法，包括：
将具有第一开口端的导管连接到容器以在导管中引发气流时从容器去除构建材料；
在循环的开始时，在导管中的阀关闭的情况下，在第一时间段内操作真空泵以在所述容器和由所述阀与所述容器分开的所述导管的部分之间建立压力差；以及
突然地打开所述阀以释放所述压力差并且将脉动气流引发到所述导管中以从容器去除构建材料由此从容器吸引构建材料。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在第二时间段之后，关闭所述阀以开始新的循环；以及
利用多个重复循环，通过连接到所述容器的导管从所述容器引发气流的脉动以从所述容器脉动地吸引构建材料。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二时间段结束，并且
当从容器通过导管的气流达到基本上稳态时执行关闭所述阀。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在至少一秒的第一时间段内关闭容器和导管之间的阀，使得湍流气流停止以允许构建材料沉淀在容器中；以及
在至少一秒的第二时间段内打开容器和导管之间的阀，使得从容器吸引构建材料。
12.一种包括指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时使所述处理器：
在循环的开始时，利用连接容器与真空泵的导管中的阀，关闭所述阀并在第一时间段内操作所述真空泵以在所述容器和由所述阀与所述容器分开的所述导管的部分之间建立压力差；以及
然后打开所述阀以释放所述压力差并且将流体流的脉动引发到所述导管中，使得构建材料随着从容器流过导管的流体流的脉动而被去除。
13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读存储介质，还包括指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器：
控制所述阀，以循环地打开和关闭，使得引发脉动流体流以从容器去除构建材料。
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