CN112041151B - 用于积层制造的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于积层制造的系统，包括至少一个列印头总成，包括用于液化及经由喷嘴(401)沉积原料材料(501)的原料液化单元(107)；热交换构件(106)，附接至该列印头总成且设有接收空间(205)，经组配及配置为可接收该原料液化单元；与连接配置(701)，包括第一连接元件(702)与第二连接元件(703)，经组配及配置为可执行下列步骤中的一者：在使该第一连接元件及第二连接元件互相相对旋转后，彼此建立可释放的连接与断开所述可释放的连接。该系统进一步包括原料液化单元储存器(105)，包括能够致使组装及拆卸该连接配置以自动交换该原料液化单元的致动构件与用于控制该原料液化单元的自动交换的控制器。

Description

用于积层制造的系统
技术领域
本发明涉及一种使用3D列印来积层制造(Additive Manufacturing，AM)三维(3D)物件的系统。更特别的是，本发明涉及在这种系统中的原料液化单元的替代。
背景技术
在三维模制(three-dimensional modeling)中，物件的形成是借由以控制方式层叠模制材料，致使可建立带有所需的三维形状的物件。形成物件的这种方式也被称为积层制造(AM)。三维模制通常使用三维模制列印机。该列印机有三维活动列印头，该列印头是在模制材料的先前沉积轨道上方移动时施配模制材料。
待列印物件可放置在建构板(build plate)上。列印头相对于正被模制或列印的物件可在三维空间中移动。在有些情形下，物件相对于列印头可在一个或多个维度中移动。有各种选项可用来使模制物件于其上的建构板与列印头互相相对运动。
列印头的运动由控制系统控制，其是控制列印头附接至它的可控定位系统。用软件，可产生轨道的图案，此图案用来移动列印头以及用来沉积轨道。
3D物件建立于在相对于活动列印头的参考位置的建构板上。模制材料可与先前形成的轨道熔合。模制材料馈入列印头的形式例如可为丝线、颗粒、棒杆、液体、树脂或悬浮液。
以下也被称为AM原料材料的模制材料从列印头通过原料液化单元来施配且使其以轨道的形式沉积于建构板上而形成一层轨道，或在已沉积待建立物件的前一层时，沉积于先前沉积轨道上，让它凝固。模制材料可与先前沉积轨道以热或化学或其他方式熔合。模制材料可从列印头施配且沉积于先前沉积轨道上且使其固化以在沉积后凝固。
建构板及物件与列印头沿着轨道的相对运动以及同时沉积来自列印头的模制材料允许熔合的沉积模制物件随着各个沉积轨道成长且逐渐得到它的所需的形状。
在列印头的馈送通道内的模制材料可能在列印时衰变。这可能是由例如模制材料内的杂质，或从三维列印机位于其中的环境或其他来源侵入的灰尘或其他粒子引起。对于在用列印头的原料液化单元沉积之前熔化的可熔材料，为了让它可列印，如果材料保持在熔化温度附近的高温太久，有分解或崩解的风险。
这可能导致形成崩解模制材料的固体粒子。在沉积例如可固化树脂时，模制材料内的污染物和/或馈送通道内的死点最终也导致形成固体粒子。这特别适用于在列印头内保持在最高温度的原料液化单元。在馈送通道壁附近，特别是在原料液化单元附近，模制材料流率为最低。结果，不需要的凝固及崩解常在此区域开始。
在沉积模制材料时，在原料液化单元的馈送通道或喷嘴中的残渣或固体粒子可能造成堵塞且导致在原料液化单元内的材料回流，造成原料液化单元卡住。
替换地，原料液化单元的喷嘴开口可能磨损及扩大，导致列印轨道有较大的宽度以及部件尺寸较不准确。此外，来自喷嘴的挤出材料的压力会较高，可能导致沉积于前一层上的层过度挤出。这可能在物件与列印头之间产生过剩的力以及建造物件由于模制材料的溢流而有粗糙的表面。模制材料的溢流可能进一步在列印头的喷嘴尖端外产生残渣或残留物，它可能从喷嘴尖端剥落且与正被列印的物件熔合而造成物件的可能损失。
此外，在列印物件时，可能使用不同的颜色或不同的材料。此外，可能应用不同的原料沉积模制方法，包括例如取决于时间上的要求而用不同的喷嘴直径或不同材料的不同原料供给管。
因此，交换原料液化单元最好取决于维修、材料选择、原料沉积方法等等的原料沉积模制要求。
在本领域中，原料液化单元已与热交换构件集成以在热交换构件的加热组件之间提供热传递。这需要防止原料液化单元内的热点。为了交换原料液化单元，需要交换包括热交换构件及原料液化单元的整个列印头。由于热交换构件常常是电动的，需要专用的电连接以连接被调换的列印头的热交换构件。
替换地，原料液化单元的喷嘴或喷嘴尖端可交换。在本领域中，这需要人力介入，例如从列印头旋下要调换的当前原料液化单元，以及将替代的原料液化单元或喷嘴或喷嘴尖端旋入列印头。不过，此程序造成列印头需要冷却的3D模制过程的中断。中断及后续冷却可能导致放弃进行中的模制任务以及后续的资源及时间损失。
被调换或备用的列印头可储存于列印头支架中。由于列印头可能体积大，因此需要尺寸相当大且相对昂贵的支架或匣体用于储存列印头。
因此，需要提供一种用于积层制造的系统，其考虑到改善原料液化单元的交换。
发明内容
本发明的目标是要提供一种用于积层制造的系统，其预先制止或至少减少本领域已知的与交换积层制造系统的原料液化单元关联的上述及/或其他缺点中的至少一者。
本发明的数个方面在独立权利要求及附属权利要求中提出。若合适，附属权利要求的特征可与独立权利要求的特征组合且不仅仅是明确陈列于该等权利要求之中的。
上述目标中的至少一个是通过如权利要求1所述的用于积层制造的系统达成的，该系统包括用于定位待制三维(3D)物件的建构板，与用于熔合式沉积模制的至少一个列印头总成。该列印头总成包括：连接构件，其经组配及配置为可使该列印头总成连接至一个定位系统；用于液化AM原料材料的原料液化单元，其包括用于沉积该液化AM原料材料于所述建构板与所述待制3D物件中的至少一者上的喷嘴；热交换构件，其附接至所述列印头总成且设有接收空间，其经组配及配置为可接收且容纳所述原料液化单元以允许所述热交换构件与所述原料液化单元之间的热交换；与，包括第一连接元件与第二连接元件的连接配置，其经组配及配置为可执行下列步骤中的一者：在组装所述连接配置后，彼此建立可释放的连接，以在插入所述原料液化单元于所述接收空间中之后，可释放地容纳所述原料液化单元于所述接收空间内；与，在拆卸所述连接配置后，断开所述可释放的连接，以从所述接收空间移除所述原料液化单元。
该系统进一步包括：原料供给构件，其经组配及配置为可将所述AM原料材料馈入所述原料液化单元；与所述列印头总成及所述建构板中的至少一者关联的定位系统，其经组配及配置为可使所述列印头总成与所述建构板在空间上互相相对定位；原料液化单元储存器，其包括致动构件，其经组配及配置为能够致使组装及拆卸所述连接配置以自动交换所述原料液化单元；与，控制器，其经组配及配置为可控制所述定位系统与所述致动构件中的至少一者以执行下列步骤中的一者：自动弃置用过的原料液化单元于所述原料液化单元储存器中，与自动从所述原料液化单元储存器取得替代的原料液化单元。
借由建立及断开在所述连接配置的所述第一连接元件与所述第二连接元件之间的所述可释放的连接，所述原料液化单元的交换可有效简单地自动化。本领域技术人员会明白，储存在原料液化单元储存器内的原料液化单元可替代用过的原料液化单元，同时使所述热交换构件保持在原位，亦即，在所述列印头总成内。此外，所述热交换构件在所述原料液化单元的交换期间仍然不变，亦即，不需要例如借由至少部分地打开来调整它以允许该交换。此外，所述热交换构件继续连接至它的能量源，其经组配及配置为可加热所述原料液化单元。因此，交换所述原料液化单元的步骤可用更可靠更快的方式完成。
本领域技术人员会明白，当前用过的原料液化单元可由有相同或不同原料材料的另一原料液化单元替代。替代原料液化单元进一步可具有不同的性质，例如喷嘴直径。不过，所述替代原料液化单元的外形轮廓及尺寸必须对应至所述热交换构件的所述接收空间的内形轮廓，使得所述原料液化单元可紧配合地容纳于其中以确保所述热交换构件与所述原料液化单元之间有适当的热交换。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述连接配置经组配及配置为在所述第一连接元件与所述第二连接元件之间可用压入配合方式与形状配合方式中的一者建立所述可释放的连接。
关于压入配合连接，本领域技术人员会明白，这种连接要求在所述第一连接元件与所述第二连接元件的表面上有法向力供它们连结在一起。防止所述第一连接元件与所述第二连接元件的互相位移，只要不超过静磨擦所产生的反力。当切向或轴向作用负载力大于静磨擦力时，力或磨擦消失且表面互相滑动。压入配合连接的实施例为夹紧连接与螺纹连接。
关于形状配合连接，本领域技术人员会明白，这种连接是借由至少两个连接元件的相互作用来建立的。结果，不论它们是否经受力，都无法断开所述第一连接元件，亦即，在形状配合连接的情形下，该等至少两个连接元件的所述第一连接元件阻挡所述第二连接元件。形状配合连接可用类似插销的连接元件建立，例如铆钉与螺丝。应注意，螺纹连接大体被视为压入配合连接与形状配合连接两者。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述连接配置经组配及配置为可在旋转地组装所述连接配置后建立所述第一连接元件与所述第二连接元件之间的所述可释放的连接，或在旋转地拆卸所述连接配置后断开所述第一连接元件与所述第二连接元件之间的所述可释放的连接。以此方式，可实现所述原料液化单元在所述建构板的横向的轻易交换。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述第一连接元件与所述第二连接元件各自为螺纹连接(screw thread connection)、卡口连接(bayonet connection)、机器推拔连接(machine taper connection)及筒夹连接(collet connection)中的一者的第一部分与第二部分。本领域技术人员会明白，上述种类的连接可用平移及/或旋转的方式组装及拆卸，以及用有效简单的方式能够致使原料液化单元的自动交换。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述原料供给构件包括馈送通道，其经组配及配置为可容纳且朝向所述原料液化单元馈送所述AM原料材料，所述原料液化单元设有接收开口，其经组配及配置为可从所述馈送通道接收所述AM原料材料且引导所述原料材料进入所述原料液化单元的供给通道，其经组配及配置为可从所述接收开口供给所述AM原料材料到所述喷嘴。
以此方式，AM原料材料从所述原料供给构件的所述馈送通道馈入所述原料液化单元的所述供给通道。所述热交换构件经组配及配置为能够致使与原料液化单元的热交换以能够致使所述AM原料材料在所述供给通道中的熔化与凝固中的一者。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述热交换构件包括具有第一热交换区的第一热交换段，所述第一热交换段经组配及配置为可至少部分地围封所述接收空间，所述接收空间经组配及配置为可至少部分地容纳所述原料液化单元的所述供给通道，所述第一热交换区经组配及配置为可液化容纳于所述供给通道中的所述AM原料材料。所述液化AM原料材料可经由所述喷嘴沉积于所述建构板或者是先前沉积AM原料材料上面。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述第一热交换段包括第二热交换区，其经组配及配置为可使在固态AM原料材料与液化AM原料材料之间的边界维持在位于所述原料液化单元的所述供给通道中的预定固定位置处。
本领域技术人员会明白，所述第二热交换区的应用能够致使增强沉积过程的控制，尽管沉积速率有变化仍能够使该边界维持在预定固定位置处，因而可防止原料材料黏上供给通道壁从而堵塞所述原料液化单元。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述热交换构件包括具有第三热交换区的第二热交换段，所述第二热交换段经组配及配置为可至少部分地容纳所述原料供给构件的所述馈送通道，且所述第三热交换区经组配及配置为可预热容纳于所述馈送通道中的所述AM原料材料。在所述馈送通道中的所述AM原料材料的预热能够致使改善沉积过程的速度。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述原料液化单元储存器包括固持构件，其设有下列中的至少一者：经组配及配置为可接收及容纳用过的原料液化单元的至少一个空闲停靠位置，与经组配及配置为可容纳替代的原料液化单元的至少一个占用停靠位置。这能够致使设置在原料液化单元储存器中的用过的原料液化单元与从该原料液化单元储存器取得的要容纳于该热交换构件的接收空间中的替代的原料液化单元的交换。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述控制器经组配成可控制所述定位系统用于使所述列印头总成移到所述固持构件的所述至少一个空闲停靠位置，能够致使所述固持构件与所述用过的原料液化单元的接合，能够致使所述致动构件与所述连接配置、所述原料液化单元及所述热交换构件中的至少一者的接合，以拆卸所述连接配置以及将所述用过的原料液化单元设置于所述固持构件的所述至少一个空闲停靠位置中。以此方式，可从列印头总成自动移除例如需要维修的原料液化单元，亦即，从热交换构件，而不必放弃列印任务。此原料液化单元设置在原料液化单元储存器的固持构件的至少一个空闲停靠位置中。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述控制器经组配成可控制所述定位系统用于使所述列印头移到设有替代的原料液化单元的所述固持构件的至少一个占用停靠位置，能够致使所述替代原料液化单元的所述热交换构件的接合，能够致使所述致动构件与所述连接配置、所述原料液化单元及所述热交换构件中的至少一者的接合以组装所述连接配置且容纳所述替代的原料液化单元于所述热交换构件的所述接收空间内，且控制所述定位系统用于从所述固持构件的所述至少一个占用停靠位置收回所述列印头。这允许自动收集且容纳替代的原料液化单元于所述热交换构件的接收空间内。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述致动构件包括接合配置，其经组配及配置为可与所述连接配置、所述原料液化单元及所述热交换构件中的至少一者以形状配合方式与压入配合方式中的一种方式接合以能够致使组装及拆卸所述连接配置中的一者以自动交换所述原料液化单元。所述接合配置可包括扳手，其具有下列中的一者：有任意边数的多边形形状，有任意边数的星形，任意个数的插销，与任意个数的凹部，例如贯穿孔或盲孔，其能够致使提供扭力及/或轴向力以旋转及/或平移所述连接配置、所述原料液化单元及所述热交换构件中的至少一者。所述接合配置也可包括夹钳，其经组配成可施加扭力于该所述连接配置、所述原料液化单元及所述热交换构件中的至少一者。外加扭力是由夹钳与连接配置、原料液化单元及热交换构件中的至少一者的磨擦和夹钳与连接配置、原料液化单元及热交换构件中的至少一者的互锁或形状配合形状中的至少一者引起。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述连接配置经组配及配置为能够致使所述原料液化单元在与所述接收空间的轴心线平行的方向的释放及取得。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述原料液化单元包括附接至所述喷嘴的导热管，其中，所述供给通道容纳于所述导热管内，且该接收开口由所述导热管配置在所述喷嘴对面的端部形成。这允许改善所述热交换构件与容纳于所述供给通道中的所述AM原料材料之间的热传递。
在根据本发明的所述系统的一具体实施例中，所述导热管设有至少一个同心导热段，且其中，至少所述第一热交换段设有至少一个导热元件，其经组配及配置为可容纳所述至少一个同心导热段用于紧密配合地容纳所述原料液化单元至少于所述第一热交换段内。所述原料液化单元的导热段可穿插数个沟槽，且所述等热交换段的导热元件可互相绝热。这允许建立各有独立可控温度的数个温度区。各温度区在热交换构件与原料液化单元之间有最佳的热传递，其中，该等导热段确保热来自热交换段的热有均匀的分布，同时防止导热元件、导热段与不同温度区的热交换段中的至少一者之间的热干扰。以此方式，可分阶段来加热原料液化单元内的AM原料材料。
附图说明
通过本发明用于积层制造的系统的非限定性示范具体实施例，从本发明的描述可明白本发明的进一步特征及优点。
本领域技术人员会明白，所述用于积层制造的系统具体实施例本质上仅供示范且不应被视为以任何方式来限制保护范围。本领域技术人员应了解，可想出及缩减用于积层制造的系统的替代等效具体实施例以在不脱离本发明保护范畴下实施。
将参考随附图纸上的图形。该等图形本质上为示范且因此不一定按照比例绘制。此外，用相同的组件符号表示相同或类似的部件。在随附图纸上，
图1的示意等角视图图示根据本发明的用于积层制造的系统的第一非限定性示范具体实施例；
图2A的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统的列印头总成的连接配置的第一非限定性示范具体实施例；
图2B的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统的列印头总成的连接配置的第二非限定性示范具体实施例；
图2C的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统的列印头总成的连接配置的第三非限定性示范具体实施例；
图2D的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统的列印头总成的连接配置的第四非限定性示范具体实施例；
图3的示意等角视图图标根据本发明的系统的列印头总成的原料液化单元的第一非限定性示范具体实施例；
图4的示意横截面图根据本发明的一具体实施例图示容纳于热交换构件中的原料液化单元；
图5的示意等角视图图示根据本发明的系统的原料液化单元储存器的第一非限定性示范具体实施例；
图6A的示意纵向剖面图图示致动构件的第一非限定性示范具体实施例，其经配置成与第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元的喷嘴的第一非限定性示范具体实施例接触；
图6B的示意横截面图图示图6A致动构件的第一非限定性示范具体实施例；
图6C的示意纵向剖面图图示致动构件的第二非限定性示范具体实施例，其经配置成与第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元的喷嘴的第二非限定性示范具体实施例接触；
图6D的示意横截面图图示图6C致动构件的第二非限定性示范具体实施例；
图6E的示意纵向剖面图图示致动构件的第三非限定性示范具体实施例，其经配置成与第二非限定性示范具体实施例的原料液化单元的喷嘴的第三非限定性示范具体实施例接触；
图6F的示意横截面图图示图6E致动构件的第三非限定性示范具体实施例；
图6G的示意纵向剖面图图示致动构件的第四非限定性示范具体实施例，其经配置成与第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元的喷嘴的第三非限定性示范具体实施例接触；
图6H的示意横截面图图示图6G致动构件的第四非限定性示范具体实施例；
图6I的示意纵向剖面图图示致动构件的第五非限定性示范具体实施例，其经配置成与第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元的喷嘴的第四非限定性示范具体实施例接触；
图6J的示意横截面图图示图6I致动构件的第五非限定性示范具体实施例；与
图7A至图7F示意图示一示范过程，其用于根据图5第一非限定性示范具体实施例设置用过的原料液化单元于原料液化单元储存器中以及根据第六非限定性示范具体实施例使用致动构件从原料液化单元储存器取得替代原料液化单元。
具体实施方式
以下用示范具体实施例进一步阐明本发明。
图1的示意等角视图图示根据本发明的用于积层制造的系统100的第一非限定性示范具体实施例。系统100包括支承待建立三维(3D)物件108的建构板104。此外，系统100包括图标为门架的定位系统101，其具有附着于其上的列印头总成102。可预想定位系统101有各种替代例，其经配置成可提供列印头总成102相对于建构板104以及相对于待建立3D物件108的水平(X-Y)运动及垂直(Z)运动。在数个替代具体实施例中，3D物件108及/或建构板104可与列印头102相对运动。在另一替代具体实施例中，列印头总成102与3D物件108及/或建构板104两者可互相相对运动。本领域技术人员会明白，相对运动的自由度不局限于任何数目。
定位系统101可设有可由控制系统控制的驱动器，可将该控制系统配置成可将待建立3D物件108的电子3D模型转换为用于移动列印头总成102的指令。
列印头总成102设有从原料供应器103取得积层制造(AM)原料材料的原料液化单元107。原料液化单元107可移除地放在热交换构件106内以允许移除原料液化单元107以及以替代的原料液化单元替代。在大部分的情形下，热交换构件106经配置成可使热传递到原料液化单元107以允许在原料液化单元107内的AM原料材料熔化。为了至少部分地冷却原料液化单元107，可进一步将热交换构件106配置成可使热传递远离原料液化单元107。热交换构件106可进一步细分为数个包括热交换区的热交换段。这在说明图2A至图2D时会进一步详述。以此方式，可分阶段建立热交换构件106与AM原料材料在原料液化单元107内的热交换。例如，热交换构件106的一个或多个区可经配置成可冷却原料液化单元107的对应部分，然而将其他区配置成可加热原料液化单元107的另一对应部分。
AM原料材料被驱动器(未图标于图1)推到原料液化单元107。驱动器可由控制单元控制以允许熔化原料材料的受控流动与相对于3D物件108的列印头运动协调。
由驱动器施加于原料材料的压力允许经由流出开口(亦即，原料液化单元107的喷嘴)来沉积熔化原料材料于建构板104与待建立3D物件108中的至少一者上，在此使其冷却及凝固。
原料液化单元107可沉积于原料液化单元储存器105中。可从原料液化单元储存器105取回先前储存的替代的原料液化单元107。
图2A的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统100的列印头总成102的连接配置701的第一非限定性示范具体实施例。热交换构件106包括第一热交换段711，其经组配及配置为可至少部分地围封接收空间205，其经组配及配置为可至少部分地容纳原料液化单元107的供给通道710以允许热交换构件106与原料液化单元107之间的热交换。第一热交换段711包括第一热交换区712，其经组配及配置为可液化容纳于供给通道710中的AM原料材料501。液化AM原料材料501'可经由原料液化单元107的喷嘴401沉积于建构板104或者是先前沉积AM原料材料的上面。
第一热交换段711也包括第二热交换区713，其经组配及配置为可使固态AM原料材料与液化AM原料材料的边界维持在位于原料液化单元107的供给通道710中的预定固定位置处。本领域技术人员会明白，第二热交换区713的应用能够致使增强沉积过程的控制，尽管沉积速率有变化仍能够使该边界维持在预定固定位置处，因而可防止原料材料黏上供给通道壁从而堵塞该原料液化单元。此外，借由预热原料材料可实现提高沉积速率。
图2A显示热交换构件106也包括第二热交换段714，其经组配及配置为可至少部分地容纳原料供给构件103的馈送通道708。馈送通道708经组配及配置为可容纳以及朝向原料液化单元107的接收开口709馈送AM原料材料501。接收开口709经组配及配置为可从馈送通道708接收AM原料材料501且引导原料材料进入原料液化单元107的供给通道710。
第二热交换段714包括第三热交换区715与第四热交换区716。至少可将第三热交换区715组配及配置为可预热容纳于馈送通道708中的AM原料材料501。本领域技术人员会明白，AM原料材料501在馈送通道708中的预热能够致使改善沉积过程的速度。
本领域技术人员会明白，第一热交换段711与第二热交换段714中的至少一者可设有用于液化单元107的供热或散热的供热器与散热器中的至少一者。供热器例如可为电阻器。散热器例如可由借助于流体通道可进入热控制区段的冷却流体供应器提供。冷却流体可为例如冷空气的冷气体或冷液体。第一热交换段711与第二热交换段714中的至少一者可进一步设有连接至用于控制液化单元107温度的控制单元的温度传感器。
此外，为了熔化从原料供给构件103的馈送通道708馈送至原料液化单元107的供给通道710中的AM原料材料，使用包括在第一热交换段711内的电阻器，可电气加热第一热交换区712与第二热交换区713。替换地，第一热交换区712与第二热交换区713可经组配及配置为能够致使AM原料材料在供给通道710中的凝固。
此外，本领域技术人员会明白，所有热交换区712、713、715、716彼此互相绝热以及与和彼等关联的各个热交换段711、714绝热。以此方式，可防止热干扰。
图2A连接配置701的第一非限定性示范具体实施例包括为螺纹连接的第一部分的第一连接元件702与为螺纹连接的第二部分的第二连接元件703。螺纹连接的第一部分与螺纹连接的第二部分经组配及配置为可执行下列步骤中的一者：为了在插入原料液化单元107于其中后可释放地容纳原料液化单元107于接收空间205内立即在旋转地组装连接配置701后互相建立可释放的连接，与为了从接收空间205移除原料液化单元107立即在旋转地拆卸连接配置701后断开可释放的连接。本领域技术人员会明白，借由建立及断开连接配置701的第一连接元件702与第二连接元件703的可释放的连接，可以有效又简单的方式自动化原料液化单元107在与接收空间205轴心线平行的方向的交换，亦即，在横穿X-Y平面的Z向。本领域技术人员会明白，用过的原料液化单元107可由储存于原料液化单元储存器105内的原料液化单元107替代，同时使热交换构件106保持在原位，亦即，在列印头总成102内。这在说明图7A至图7F时会进一步阐明。
图2B的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统100的列印头总成102的连接配置701的第二非限定性示范具体实施例。连接配置701包括为卡口连接的第一部分的第一连接元件702与为卡口连接的第二部分的第二连接元件703。卡口连接的第一部分与卡口连接的第二部分经组配及配置为可用在说明图2A时所述的类似方式立即在旋转地组装或拆卸连接配置701后与对方建立或断开的可释放的连接。本领域技术人员会明白，以此方式，可以有效又简单的方式自动化原料液化单元107在与接收空间205轴心线平行的方向的交换，亦即，在横穿X-Y平面的Z向。
图2C的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统100的列印头总成102的连接配置701的第三非限定性示范具体实施例。连接配置701包括为机器推拔连接的第一部分的第一连接元件702与为机器推拔连接的第二部分的第二连接元件703。本领域技术人员会明白，机器推拔连接的第一部分与机器推拔连接的第二部分经组配及配置为为了组装或拆卸连接配置701可与对方建立或断开的可释放的连接。本领域技术人员会明白，利用图示于图2C的机器推拔连接，可以有效又简单的方式自动化原料液化单元107在与接收空间205轴心线平行的方向的交换，亦即，在横穿X-Y平面的Z向。
图2D的示意纵向剖面图图标根据本发明的系统100的列印头总成102的连接配置701的第四非限定性示范具体实施例。连接配置701包括为一种反向筒夹连接的第一部分的第一连接元件702与为该筒夹连接的第二部分的第二连接元件703。本领域技术人员会明白，筒夹连接的第一部分与筒夹连接的第二部分经组配及配置为为了组装或拆卸连接配置701可与对方建立或断开的可释放的连接。本领域技术人员会明白，利用图示于图2D的筒夹连接，可以有效又简单的方式自动化原料液化单元107在与接收空间205轴心线平行的方向的交换，亦即，在横穿X-Y平面的Z向。此外，本领域技术人员会明白，本发明系统100的列印头总成102的连接配置701的第三及第四非限定性示范具体实施例能够致使热交换构件106与原料液化单元107之间的优越热传递。
图3的示意等角视图图标根据本发明的系统100的列印头总成102的原料液化单元107的第一非限定性示范具体实施例。原料液化单元107包括可由金属、导热聚合物组成物及陶瓷材料中的至少一者构成的导热管402。导热管402设有用于在内部的AM原料材料的供给通道710，用于释放熔化原料材料于建构板104与待建立3D物件108中的至少一者上的喷嘴401。根据图3示范具体实施例的原料供应器103可用在喷嘴401对面的套头406连接至原料液化单元107。导热管402可设有导热段403。各导热段可由导热管402的增厚部形成。替换地，各导热段403包括由高导热材料组成的同心环，例如高度导热金属。
导热段403的介接表面可与热交换段711、714机械介接及热介接。多个导热段403可沿着导热管402的轴向分布。相对于被在个别导热段403之间可用作绝热体的沟槽404制止的轴向导热性，导热段403的热介接表面在径向及正切方向是导热的。以此方式，可防止热干扰。此外，沟槽404可用来使原料液化单元107与原料液化单元储存器105介接。
在此实施例中，原料供应器103可由引导形式为丝线的AM原料材料从丝线原料储存器到原料液化单元107的导丝钩(filament guide)形成。替换地，原料供应器103可配置在列印头102或于其上。原料供应器103例如可安装至副框架(未图示)。在此情形下，原料供应器103可释放地连接至原料液化单元107，其通到供给通道在喷嘴401对面的末端的开口。这允许供应不同形式的原料AM材料，例如丝线、棒杆、颗粒、粒子或任何形式。
原料供应器103可包括驱动器，其中，该驱动器连接至列印头总成102，且其中，原料供应器103经由驱动器连接至列印头总成。该驱动器靠近该原料液化单元107为较佳，这可克服原料供应器中的较小动态响应从而改善原料材料馈入原料液化单元107的准确控制。不同的原料液化单元107可具有适合不同AM原料材料的不同喷嘴性质，例如流出开口直径、材料、热性质及长度。当原料液化单元切换不同的AM原料材料时，必须使各热交换段的温度设定值适合新的AM原料。为了最小化原料液化单元的交换时间，维持低的热时间常数(thermal time constant)使得新原料液化单元的发热可尽快完成。
图4的示意横截面图根据本发明的一具体实施例图示容纳于热交换构件106中的原料液化单元107。原料液化单元107容纳于第一热交换段711的导热元件718的接收空间205内。在此示范具体实施例中，导热元件718设有加热器505a、505b，其经组配及配置为可产生用于加热原料液化单元107及其中的AM原料材料501所需的热。加热器505a、505b可为电阻器。导热元件718经组配及配置为可传导加热器505a、505b所产生的热到原料液化单元107。在此实施例中，由于例如生产公差及磨损，导热元件718的内半径的第一段可稍微大于原料液化单元107的外侧半径，同时导热元件718的内半径的第二段可稍微较小。结果，导热元件718与原料液化单元107之间会有气隙502。
主要热路径503从导热元件718传热到原料液化单元107，在此导热元件718内表面与原料液化单元107外表面之间有实体接触。次要热路径(未图标)可由经由气隙502的热传递界定。不过，主要热路径503的导热性优于通过气隙502的次要热路径，因为气隙502内的热阻(heat resistance)远大于主要热路径503的热阻。
在此实施例中，来自导热元件718的热的不平均分布可能在原料材料501中产生局部热点。这对待列印3D物件108的材料性质可能有不利影响。
对此的补救措施是设计有充分正切导热性的原料液化单元107。实现这可借由使用有充分导热性的材料以及选择充分的壁厚度来制造原料液化单元107。达成这可借由应用导热段403，其经组配及配置为可均匀地重新分配从导热元件718传来的热于原料液化单元107的圆周上。另一补救措施是用感应加热法加热原料液化单元107，其方式如欧洲专利第EP3237178号在第3页第7至10行，第4页第1至5行，第4页第11至13行，与图1A有关的第6页第33行至第7页第16行，以及与图3B及图4A有关的第8页第17行至第9页第3行所述。
图5的示意等角视图图标根据本发明的系统100原料液化单元储存器105的第一非限定性示范具体实施例。原料液化单元储存器105包括固持构件602，其形式为与框架601活动关联的搁物架。框架601可由系统100将会在其中列印3D物件108的列印腔室的内壁形成。框架601设有狭缝605，其经组配及配置为允许相对于框架601上下地移动搁物架602。搁物架602有数个插槽603，其经组配及配置为允许与原料液化单元107、107'介接，如进一步在说明图7A至图7F时所述。在此实施例中，搁物架602设有以A至D标示的4个插槽603。本领域技术人员会明白，可装设任意多个插槽且可用任何适当的方式来指定彼等。
图5进一步显示，在搁物架602的4个插槽603下面，装设4个致动器构件604，为了能够致使原料液化单元的自动交换，其经组配及配置为可与原料液化单元介接，亦即，弃置用过的原料液化单元107到搁物架602的一个腾空插槽A至D及/或从其余插槽中的任一者取得替代的原料液化单元。自动交换可由经组配及配置为可控制定位系统101与致动构件604中的至少一者的控制器支配。本领域技术人员会明白，在把用过的原料液化单元弃置到原料液化单元储存器105中时，会以与在从原料液化单元储存器105取得替代的原料液化单元时相反的方向及相反的顺序致动定位系统101与致动构件604。本领域技术人员会明白，可想到致动构件604的各种替代具体实施例。这在说明图6A至图6J时会进一步详述。本领域技术人员也会明白，致动构件604实际上不会漂浮在空中，然而为求简化而以此例图示于图5、图7A至图7F。彼等会以任何适当的方式实作以能够致使原料液化单元的弃置及取得。
原料液化单元储存器105可进一步设有辅助固持构件(未图示)，例如用于固定原料液化单元107于插槽603中的夹钳、凹口及闩锁。原料液化单元储存器105可进一步设有用于控制一个或多个储存原料液化单元的温度的温控构件(未图示)，例如加热器、冷却器、传感器及调节器。这允许经预热的替代的原料液化单元装入列印头总成102的热交换构件106且立即使用。用过的原料液化单元与替代的原料液化单元的交换会在说明图7A至图7F时进一步阐明。
图6A的示意纵向剖面图图示致动构件604的第一非限定性示范具体实施例，其经配置成可与根据第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元107的喷嘴401的第一非限定性示范具体实施例接触。图6B的示意横截面图图示图6A致动构件604的第一非限定性示范具体实施例。图6B显示，根据第一具体实施例，致动构件604包括有六角形接收空间的接合配置717。本领域技术人员会明白，可使用有任意边数的任何多边形形状，只要可实现交换原料液化单元107所需要的必要扭力即可。在此示范具体实施例中，接合配置717经组配及配置为可接合原料液化单元107容纳于接收空间之中的喷嘴401，以在使致动构件604相对于原料液化单元107旋转后能够致使原料液化单元的交换。根据第一非限定性示范具体实施例，喷嘴401有能够致使它在接合配置717的接收空间中滑配合(snugly fit)的六角形外圆周。
图6C的示意纵向剖面图图示致动构件604的第二非限定性示范具体实施例，其经配置成可与根据第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元107的喷嘴401的第二非限定性示范具体实施例接触。图6D的示意横截面图图示图6C致动构件604的第二非限定性示范具体实施例。图6D显示，根据第二具体实施例，致动构件604包括有星形接收空间的接合配置717。本领域技术人员会明白，可使用有任意边数的任何星形，只要可实现交换原料液化单元107所需要的必要扭力。在此示范具体实施例中，接合配置717经组配及配置为可接合原料液化单元107容纳于接收空间之中的喷嘴401，以在使致动构件604相对于原料液化单元107旋转后能够致使原料液化单元的交换。根据第二非限定性示范具体实施例，喷嘴401有能够致使它在接合配置717的接收空间中滑配合的星形外圆周。
图6E的示意纵向剖面图图示致动构件604的第三非限定性示范具体实施例，其经配置成可与根据第二非限定性示范具体实施例的原料液化单元107的喷嘴401的第三非限定性示范具体实施例接触。图6F的示意横截面图图示图6E致动构件604的第三非限定性示范具体实施例。图6F显示，根据第三具体实施例，致动构件604为包括接合配置717的扳手，接合配置717设有两个凹部606，其经组配及配置为可接合原料液化单元107的两个插销405，以在使致动构件604相对于原料液化单元107旋转后能够致使原料液化单元的交换。本领域技术人员会明白，可使用任意多个凹部及插销，只要可实现交换原料液化单元107所需要的必要扭力。图示于图6E及图6F的两个凹部606为设在致动构件604中的盲孔。本领域技术人员会明白，取决于特定要求，凹部606也可为贯穿孔或盲孔与贯穿孔的组合。此外，图示于图6E及图6F的凹部606有横截面为圆形的外圆周。本领域技术人员会明白，凹部的外圆周可具有任何其他适当横截面形状，例如矩形、三角形、六角形、星形、或任何其他多边形形状。
图6G的示意纵向剖面图图示致动构件604的第四非限定性示范具体实施例，其经配置成可与根据第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元107的喷嘴401的第三非限定性示范具体实施例接触。图6H的示意横截面图图示图6G致动构件604的第四非限定性示范具体实施例。图6H显示，根据第四具体实施例，致动构件604包括构成夹钳的接合配置717，其经组配及配置为可以磨擦方式围封喷嘴401的外圆周以能够致使施加扭力于喷嘴401，以便在使致动构件604相对于原料液化单元107旋转后交换原料液化单元107。所施加的扭力至少是由夹钳与原料液化单元107的喷嘴401之间的磨擦引起。
图6I的示意纵向剖面图图示致动构件604的第五非限定性示范具体实施例，其经配置成可与根据第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元107的喷嘴401的第四非限定性示范具体实施例接触。图6J的示意横截面图图示图6I致动构件604的第五非限定性示范具体实施例。图6J显示，根据第五具体实施例，致动构件604包括构成夹钳的接合配置717，其经组配及配置为可以形状配合方式围封喷嘴401的外圆周以能够致使施加扭力于喷嘴401，以便在使致动构件604相对于原料液化单元107旋转后交换原料液化单元。所施加的扭力至少是由夹钳与原料液化单元107的喷嘴401的互锁或形状配合连接引起。
图7A至图7F示意图示示范过程，其是使用根据第六非限定性示范具体实施例的致动构件604来弃置用过的原料液化单元107到图5根据第一非限定性示范具体实施例的原料液化单元储存器105中以及从原料液化单元储存器105取得替代的原料液化单元107'。应注意，该实施例使用笛卡儿坐标(X、Y、Z)来描述。显然，可使用不同的坐标系统，例如球面坐标。
图7A示意图示在列印头总成102已停止用原料液化单元107来列印之后的情形，定位系统(未图标)已使列印头总成102移动到例如原料液化单元储存器105的固持构件602的4个插槽603中的插槽A。原料液化单元107、插槽A以及在插槽A下面的致动构件604的各自轴心线全都对齐。本领域技术人员会明白，正确地弃置原料液化单元于插槽A中是很重要的。
图7A也显示，例如，固持构件602的插槽C容纳替代的原料液化单元107'。在另一示范具体实施例中，固持构件602的插槽B及D中的至少一者也可容纳替代的原料液化单元。此外，应注意，连接配置701为如在说明图2A时所解释的螺纹连接。本领域技术人员会明白，也可使用任何其他适当连接配置，例如卡口耦合(参考图2B)、机器推拔连接(参考图2C)或筒夹连接(参考图2D)。
图7B图标为了与原料液化单元107的喷嘴401接触且旋转使原料液化单元107在插槽A中扣紧，在插槽A下面的致动构件604已朝向固持构件602移动。以此方式，从列印头总成102移除原料液化单元107且弃置于原料液化单元储存器105的固持构件602的插槽A中。本领域技术人员会明白，在能够弃置原料液化单元107于插槽A中之前，必须拆卸连接配置701。达成此事是借由为了与原料液化单元107的喷嘴401接触而使位于插槽A下面的致动构件604朝向固持构件602移动以及借由为了从热交换构件106的接收空间205卸下原料液化单元107而旋转它以拆卸螺纹连接。在拆卸螺纹连接后，这可借由使致动构件604进一步朝向固持构件602移动来完成。以此方式，原料液化单元107朝向插槽A被部分地推出接收空间205。随后，使原料液化单元107在插槽A中扣紧，如上述。
图7C图示借由使固持构件602远离致动构件604(如大箭头所示)从热交换构件106的接收空间205完全移除原料液化单元107。这完成弃置原料液化单元107于插槽A中。
图7D图标在已被定位系统(未图标)沿着如大箭头所示在平行于固持构件602的方向移动后已位于插槽C下面的列印头总成102。替代的原料液化单元107'、插槽C以及位于插槽C下面的致动构件604的各自轴心线全都对齐。本领域技术人员会明白，正确地取得在热交换构件106的接收空间205之中的替代的原料液化单元107'是很重要的。
图7E图示用列印头总成102来取得替代的原料液化单元107'。借由使固持构件602朝向致动构件604如大箭头所示地移动，替代的原料液化单元107'移到热交换构件106的接收空间205内。
图7F图标为了与替代的原料液化单元107'的喷嘴401接触且旋转以组装使替代的原料液化单元107'扣紧于列印头总成102的连接配置701，位于插槽C下面的致动构件604已朝向固持构件602移动。以此方式，替代的原料液化单元107'已从原料液化单元储存器105的固持构件602的插槽C取得。本领域技术人员会明白，在能够从插槽C取得替代的原料液化单元107'之前，必须拆卸替代的原料液化单元107'与插槽C之间的连接。达成此事是借由使在插槽C下面的致动构件604朝向固持构件602移动以便与替代的原料液化单元107'的喷嘴401接触且为了从插槽C移除替代的原料液化单元107'以及将它插入热交换构件106的接收空间205而旋转它以拆卸螺纹连接。在拆卸螺纹连接后，完成后者可借由使致动构件604远离固持构件602。以此方式，替代的原料液化单元107'插入热交换构件106的接收空间205。显然，在替代的原料液化单元107'插入接收空间205后，借由组装连接配置701使替代的原料液化单元107'扣紧于列印头总成102，如上述。
本领域技术人员应了解，借由使热交换构件106在轴向移动，也可实现原料液化单元储存器105、热交换构件106和原料液化单元107、107'之间的相对运动。其他的组态也有可能。
本发明可总结为其涉及用于积层制造的系统100，其包括：至少一个列印头总成102，其包括：用于液化且经由喷嘴401来沉积原料材料501的原料液化单元107；热交换构件106，其附接至设有经组配及配置为可接收原料液化单元的接收空间205的列印头总成；与，包括第一连接元件702与第二连接元件703的连接配置701，其经组配及配置为可执行下列步骤中的一者：在使该第一及第二连接元件互相相对旋转后，彼此建立可释放的连接，与断开该可释放的连接。该系统进一步包括原料液化单元储存器105，其包括：能够致使组装及拆卸连接配置以自动交换原料液化单元的致动构件604，与用于控制原料液化单元的自动交换的控制器。
显然，本领域技术人员明白，本发明的范畴不受限于上文所讨论的实施例，反而有可能有改善及修改而不脱离如随附权利要求所界定的本发明范畴。特别是，可做出本发明不同方面中的特定特征的组合。借由添加描述于本发明的另一方面的特征，可进一步有利地增进本发明的一方面。尽管已用附图及说明图示及详述本发明，然而此类图解说明及描述应被视为仅供图解或举例说明而不是限制。
本发明不受限于所揭露的具体实施例。在实施所主张的本发明时，从附图、说明及随附权利要求的研究，本领域技术人员可了解及实现揭露具体实施例的变体。在权利要求中，用字「包括(comprising)」不排除其他的步骤或组件，且不定冠词「一(a)」或「一(an)」不排除复数个。以互不相同的从属权利要求来陈述一些措施的作法不表明该等措施的组合不能用来获益。权利要求中的任何组件符号应不被视为本发明范畴的限制。
附图标记说明
100 用于积层制造的系统
101 定位系统
102 列印头总成
103 原料供应器
104 建构板
105 原料液化单元储存器
106 热交换构件
107、107' 原料液化单元
108 待列印物件
205 热交换构件的接收空间
401 喷嘴
402 导热管
403 导热段
404 沟槽
405 插销
406 套头
501、501' AM原料材料
502 气隙
503 主要热路径
504 热分布
505a、505b 加热器
601 框架
602 固持构件
603 搁物架的插槽
604 致动构件
605 框架的狭缝
606 凹部
701 连接配置
702 第一连接元件
703 第二连接元件
708 馈送通道
709 原料液化单元的接收开口
710 供给通道
711 第一热交换段
712 第一热交换区
713 第二热交换区
714 第二热交换段
715 第三热交换区
716 第四热交换区
717 致动构件的接合配置
718 导热元件

Claims (15)

1.一种用于积层制造(AM)的系统，其包括：
●建构板(104)，其用于定位待制三维(3D)物件(108)；
●至少一个列印头总成(102)，其用于熔合式沉积模制，其中，所述列印头总成(102)包括：
○连接构件，其经组配及配置为可使所述列印头总成连接至定位系统；
○原料液化单元(107)，其用于液化AM原料材料(501)且包括喷嘴(401)，所述喷嘴(401)用来将经液化的所述AM原料材料沉积于所述建构板与所述待制3D物件(108)中的至少一者上；
○热交换构件(106)，其附接至所述列印头总成(102)且设有接收空间(205)，所述接收空间(205)经组配及配置为可接收且容纳所述原料液化单元，以允许所述热交换构件与所述原料液化单元之间的热交换；与
○连接配置(701)，其包括形成在所述原料液化单元(107)上的第一连接元件(702)与形成在所述热交换构件(106)上的第二连接元件(703)，所述第一连接元件(702)与第二连接元件(703)经组配及配置为可执行下列步骤中的一者：
■在组装所述连接配置后，彼此建立可释放的连接，以在插入所述原料液化单元于所述接收空间中之后，可释放地容纳所述原料液化单元于所述接收空间内；与
■在拆卸所述连接配置后，断开所述可释放的连接，以从所述接收空间移除所述原料液化单元；
●原料供给构件(103)，其经组配及配置为可将所述AM原料材料馈入所述原料液化单元(107)；
●定位系统(101)，其与所述列印头总成(102)及所述建构板(104)中的至少一者相关联，且经组配及配置为可使所述列印头总成(102)与所述建构板(104)在空间上互相相对定位；
●原料液化单元储存器(105)，其包括致动构件(604)，所述致动构件(604)经组配及配置为能够致使组装及拆卸所述连接配置以自动交换所述原料液化单元；与
●控制器，其经组配及配置为可控制所述定位系统(101)与所述致动构件中的至少一者以执行下列步骤中的一者：自动弃置用过的原料液化单元于所述原料液化单元储存器中，与自动从所述原料液化单元储存器取得替代的原料液化单元。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接配置(701)经组配及配置为可用压入配合方式与形状配合方式中的一种方式，建立所述第一连接元件(702)与所述第二连接元件(703)之间的所述可释放的连接。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述连接配置(701)经组配及配置为可执行下列步骤中的一者：
●在旋转地组装所述连接配置后，建立所述第一连接元件(702)与所述第二连接元件(703)之间的所述可释放的连接；与
●在旋转地拆卸所述连接配置后，断开所述第一连接元件(702)与所述第二连接元件(703)之间的所述可释放的连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一连接元件(702)与所述第二连接元件(703)分别为螺纹连接、卡口连接、机器推拔连接和筒夹连接中的一者的第一部分与第二部分。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述原料供给构件(103)包括馈送通道(708)，其经组配及配置为可容纳所述AM原料材料(501)且朝向设有接收开口(709)的所述原料液化单元(107)馈送所述AM原料材料(501)，所述接收开口(709)经组配及配置为可从所述馈送通道(708)接收所述AM原料材料且引导所述原料材料进入所述原料液化单元的供给通道(710)，所述供给通道(710)经组配及配置为可从所述接收开口供给所述AM原料材料(501)至所述喷嘴(401)。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述热交换构件(106)包括了具有第一热交换区(712)的第一热交换段(711)，所述第一热交换段(711)经组配及配置为可至少部分地围封所述接收空间(205)，而所述接收空间(205)经组配及配置为可至少部分地容纳所述原料液化单元(107)的所述供给通道(710)，所述第一热交换区(712)经组配及配置为可将容纳于所述供给通道(710)中的所述AM原料材料液化。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一热交换段(711)包括第二热交换区(713)，其经组配及配置为可使固态AM原料材料与液化AM原料材料的边界维持在所述原料液化单元(107)的所述供给通道(710)中的预定固定位置处。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其中，所述热交换构件(106)包括了具有第三热交换区(715)的第二热交换段(714)，所述第二热交换段(714)经组配及配置为可至少部分地容纳所述原料供给构件(103)的所述馈送通道(708)，且所述第三热交换区(715)经组配及配置为可将容纳于所述馈送通道(708)中的所述AM原料材料(501)预热。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述原料液化单元储存器(105)包括固持构件(602)，其设有下列中的至少一者：
●至少一个空闲停靠位置(A)，其经组配及配置为可接收及容纳用过的原料液化单元；与
●至少一个占用停靠位置(C)，其经组配及配置为可容纳替代的原料液化单元。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制器经组配为：
●控制所述定位系统(101)以用来使所述列印头总成(102)移到所述固持构件的所述至少一个空闲停靠位置(A)；
●能够致使所述固持构件(602)与所述用过的原料液化单元(107)的接合；
●能够致使所述致动构件(604)与所述连接配置(701)、所述原料液化单元(107)及所述热交换构件(106)中的至少一者的接合，以拆卸所述连接配置(701)；与
●弃置所述用过的原料液化单元(107)于所述固持构件(602)的所述至少一个空闲停靠位置(A)中。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述控制器经组配为：
●控制所述定位系统(101)以用来使所述列印头总成 (102)移到所述固持构件中的设有替代的原料液化单元的所述至少一个占用停靠位置(C)；
●能够致使所述替代原料液化单元与所述热交换构件(106)的接合；
●能够致使所述致动构件(604)与所述连接配置(701)、所述原料液化单元(107)及所述热交换构件(106)中的至少一者的接合，以组装所述连接配置(701)且容纳所述替代的原料液化单元于所述热交换构件(106)的所述接收空间(205)内；与
●控制所述定位系统(101)以用来从所述固持构件(602)的所述至少一个占用停靠位置(C)收回所述列印头(102)。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动构件(604 )包括接合配置(717)，其经组配及配置为可与所述连接配置(701)、所述原料液化单元(107)及所述热交换构件(106)中的至少一者以形状配合方式与压入配合方式中的一种方式接合，以能够致使组装及拆卸所述连接配置(701)中的一者以自动交换所述原料液化单元(107)。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接配置(701)经组配及配置为在与所述接收空间(205)的轴心线平行的方向上，能够致使所述原料液化单元(107)的释放及取得。
14.根据权利要求6所述的系统，其中，所述原料液化单元(107)包括了附接至所述喷嘴(401)的导热管(402)，其中，所述供给通道(710)容纳于所述导热管(402)内，且所述接收开口由所述导热管(402)中的配置在所述喷嘴(401)对面的端部形成。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述导热管(402)设有至少一个同心导热段(403)，且其中，至少所述第一热交换段(711)设有至少一个导热元件(718 )，而所述至少一个导热元件(718 )经组配及配置为可容纳所述至少一个同心导热段(403)以用来紧密配合地容纳所述原料液化单元(107)至少于所述第一热交换段(711)内。
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