CN112092359B - 增材制造复合零件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的题目是增材制造复合零件的系统和方法。用于增材制造复合零件的系统,其包括递送部件、进给机构和固化能量的来源。递送部件包括递送导向器,其相对于表面可移动并且配置为沿着印刷路径沉积连续的软线。递送部件进一步包括第一入口,其配置为接收非树脂组件,和第二入口,其配置为接收感光聚合物树脂。递送部件施加感光聚合物树脂至非树脂组件。进给机构推动连续的软线离开递送导向器。固化能量的来源在其离开递送导向器之后递送固化能量至连续的软线的部分。

Description

增材制造复合零件的系统和方法
本申请为分案申请,原申请的申请日是2016年7月13日;申请号是201610551872.6;发明名称为“增材制造复合零件的系统和方法”。
背景技术
一般而言,制造典型的复合零件依靠连续分层复合材料的多个层片,其中每个层片包含,例如,单向增强纤维或无规定向的短纤维。以此方式制造的零件必然具有层状构造,其非期望地增加成品零件的重量,因为不是所有增强纤维都沿着施加至零件的力(一种或多种)的方向(一个或多个)定向。此外,制造复合材料的层状技术的固有限制不利于实施许多类型的先进的结构设计。
发明内容
因此,意欲解决至少上述问题的设备和方法将发现实用性。
下列是根据本公开内容的主题的实例的非穷尽列举,其可以或可以不要求保护。
本公开内容的一个实例涉及用于增材制造复合零件的系统。该系统包括递送部件、进给机构、和固化能量的来源。递送部件包括相对于表面可移动并且配置为沿着印刷路径沉积至少一段连续的软线的递送导向器。该印刷路径相对于表面是固定的。递送部件进一步包括第一入口,其配置为接收非树脂组件,和第二入口,其配置为接收感光聚合物树脂。递送部件配置为施加感光聚合物树脂至非树脂组件。进给机构配置为推动连续的软线离开递送导向器。连续的软线包括非树脂组件并且进一步包括感光聚合物树脂组件,该感光聚合物树脂组件包括至少一些通过递送部件施加至非树脂组件的感光聚合物树脂。固化能量的来源配置为在该段连续的软线离开递送导向器之后,至少递送固化能量至一部分该段连续的软线。
本公开内容的另一个实例涉及增材制造复合零件的方法。方法包括沿着印刷路径沉积一段连续的软线。连续的软线包括非树脂组件并且进一步包括未固化的感光聚合物树脂组件。方法进一步包括,在朝向印刷路径推动连续的软线时并且在该段连续的软线沿着印刷路径沉积之后,以控制的速率将预定的或主动确定的量的固化能量至少递送至该段连续的软线的部分,以至少部分地固化该段连续的软线的至少该部分。
本公开内容的又另一个实例涉及增材制造复合零件的方法。方法包括施加感光聚合物树脂至非树脂组件,同时推动连续的软线通过递送部件。连续的软线包括非树脂组件和感光聚合物树脂组件,该感光聚合物树脂组件包括施加至非树脂组件的至少一些感光聚合物树脂。方法也包括通过递送部件,沿着印刷路径沉积一段连续的软线。方法进一步包括递送固化能量至沿着印刷路径沉积的该段连续的软线的至少一部分。
附图说明
已经如此概括地描述了本公开内容的实例,现在将参照附图进行描述,附图不必然按比例绘制,并且其中遍及几个视图,相同的附图标记代表相同或相似的零件,并且其中:
图1是根据本公开内容的一个或多个实例的用于增材制造复合零件的系统的示意图;
图2是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的递送部件和溢流储罐(overflow reservoir)的示意图;
图3是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的进给部件和递送部件的示意图;
图4是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的进给部件和递送部件的示意图;
图5是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的进给机构的辊和刮板的示意图;
图6是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图;
图7是根据本公开内容的一个或多个实例通过图1的系统沉积的连续的软线的示意性横截面视图;
图8是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的一部分的示意图,其中两层连续的软线同时固化;
图9是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的一部分的示意图,其中递送导向器包括固化能量通道;
图10是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的一部分的示意图,其中递送导向器包括固化能量通道并且固化能量以环的形式递送;
图11是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的的系统的一部分的示意图,其中固化能量以环的形式递送;
图12是根据本公开内容的一个或多个实例的图1的系统的包括压实辊的压实机的示意图;
图13是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括压实辊的压实机的
图1的系统的一部分的示意图;
图14是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括压实辊的压实机的图1的系统的一部分的示意图;
图15是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括压实擦具的压实机的图1的系统的一部分的示意图;
图16是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括裙部(skirt)的压实机的图1的系统的一部分的示意图;
图17是根据本公开内容的一个或多个实例的包括可变隔膜(iris-diaphragm)的切割机的图1的系统的示意图;
图18是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机的图1的系统的一部分的示意图,该切割机包括相对于递送导向器可移动的两个刀刃;
图19是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机的图1的系统的一部分的示意图,该切割机包括位于递送导向器内的至少一个刀刃;
图20是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括切割激光器的切割机的图1的系统的示意图;
图21是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括一个或多个固化激光器的固化能量的来源的图1的系统的示意图;
图22是根据本公开内容的一个或多个实例的包括框架和驱动部件的图1的系统的视图;
图23是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机、压实机、表面粗化机、和包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图;
图24是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图;
图25是根据本公开内容的一个或多个实例的具有压实机和包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图;
图26是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图;
图27是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括两个固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图;
图28是根据本公开内容的一个或多个实例的具有包括四个固化激光器的固化源的图1的系统的一部分的视图;
图29是根据本公开内容的一个或多个实例的具有进给机构的图1的系统的一部分的视图;
图30是图29的部分的另一个视图;
图31是图29的部分的另一个视图;
图32是根据本公开内容的一个或多个实例的具有切割机的图1的系统的一部分的视图,该切割机包括相对于递送导向器可移动的两个刀刃;
图33是图32的部分的另一个视图;
图34A、34B和34C共同地是根据本公开内容的一个或多个实例的用于增材制造复合零件的方法的框图;
图35A、35B和35C共同地是根据本公开内容的一个或多个实例的用于增材制造复合零件的方法的框图;
图36是代表航空器生产和服务方法的框图;和
图37是航空器的示意图。
具体实施方式
在图1中,参考上述,连接各种元件和/或组件的实线,若有的话,可以代表机械的、电气的、流体的、光学的、电磁的和其它连接和/或其组合。如本文所使用,“连接的”意思是直接地以及间接地相关联。例如,构件A可以直接地与构件B相关联,或者可以间接地与其相关联,例如,经由另一个构件C。将理解,不必然展示各种公开的元件之间的所有关系。因此,除在示意图中描绘的那些之外的连接也可以存在。连接标明各种元件和/或组件的方框的虚线,若有的话,代表在功能和目的上与由实线代表的那些相似的连接;然而,由虚线代表的连接可以选择性地提供或者可以涉及本公开内容的可选的实例。同样地,用虚线代表的元件和/或组件,若有的话,指示本公开内容的可选的实例。以实线和/或虚线显示的一个或多个元件可以从特定的实例省略,而不背离本公开内容的范围。周围元件,若有的话,用点划线表示。虚拟的假想元件也可以被显示以便清楚。本领域技术人员将理解,图1中图解的一些特征可以以各种方式组合,而不需要包括在图1、其它附图、和/或所附的公开内容中描述的其它特征,即使这样的一种或多种组合没有在本文明确地说明。类似地,不限于存在的实例的额外的特征可以与本文显示和描述的一些或所有特征组合。
在图34-36中,参考上述,框可以代表操作和/或其部分,并且连接各种框的线不暗示任何具体的顺序或操作或其部分的从属关系。由虚线表示的框指示可选的操作和/或其部分。连接各种框的虚线,若有的话,代表操作或其部分的可选的从属关系。将理解,不必然展示各种公开的操作之间的所有从属关系。图34-36和描述本文陈述的方法(一种或多种)的操作的伴随的公开内容不应当解释为必然确定操作在其中进行的顺序。而是,虽然指示了一种说明性顺序,但是应当理解,可以在适合时修改操作的顺序。因此,可以以不同的顺序或同时地进行某些操作。此外,本领域技术人员将理解,不是描述的所有操作都需要被执行。
在下列描述中,陈述了众多具体的细节以提供对公开的概念的完全理解,其可以在没有一些或所有这些详情的情况下实践。在其它情况下,已知的设备和/或过程的细节已经被省略以避免不必要地使本公开内容模糊。虽然一些概念将连同具体的实例一起被描述,但是将理解,这些实例不意欲是限制性的。
除非另外指示,术语“第一”、“第二”等在本文仅用作标示,并且不意欲将顺序、位置或等级要求强加于这些术语涉及的项目。而且,提及,例如,“第二”项目不要求或排除例如“第一”或更小编号项目和/或例如“第三”或更大编号项目的存在。
在本文提及“一个实例”意思是与该实例相关描述的一个或多个特征、结构或特性被包括在至少一个实施中。说明书中多个地方中的短语“一个实例”可以或可以不指相同的实例。
如本文所使用,“配置为”执行规定的功能的系统、设备、结构、物品、元件或组件事实上能够在没有任何改变的情况下执行规定的功能,而不是仅仅在进一步修改后具有执行规定的功能的可能。换句话说,出于执行规定的功能的目的,系统、设备、结构、物品、元件或组件被具体地选择、建立、实施、利用、规划、和/或设计。如本文所使用,“配置为”指的是系统、设备、结构、物品、元件或组件的现有特性,其能够使系统、设备、结构、物品、元件或组件实际地执行规定的功能。出于本公开内容的目的,描述为“配置为”执行具体功能的系统、设备、结构、物品、元件或组件可以另外地或可选地描述为“适合于”和/或描述为“可操作以”执行所述功能。
下面提供了根据本公开内容的主题的说明性、非穷尽性实例,其可以或可以不要求保护。
参考例如图1,公开了用于增材制造复合零件102的系统100。系统100包括递送部件266、进给机构104和固化能量118的来源116。递送部件266包括相对于表面114可移动并且配置为沿着印刷路径122沉积至少连续的软线106的段120的递送导向器112。印刷路径122相对于表面114是固定的。递送部件266进一步包括第一入口170,其配置为接收非树脂组件108,和第二入口250,其配置为接收感光聚合物树脂252。递送部件266配置为施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108。进给机构104配置为推动连续的软线106离开递送导向器112。连续的软线106包括非树脂组件108并且进一步包括感光聚合物树脂组件110,该感光聚合物树脂组件110包括通过递送部件266施加至非树脂组件108的至少一些感光聚合物树脂252。固化能量118的来源116配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后将固化能量118至少递送至连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例1。
因此,系统100可以用于至少由复合材料制造复合零件102,该复合材料在复合零件102被制造的同时由感光聚合物树脂252和非树脂组件108产生。而且,当复合零件102正在被制造,或者在原位时,感光聚合物树脂组件110被固化能量118的来源116至少部分地固化。此外,系统100可以用于使用连续的软线106制造复合零件102,该连续的软线106遍及复合零件102以期望的和/或预定的方向定向,比如以限定复合零件102的期望的性质。
因为在复合零件102的制造期间连续的软线106在递送部件266内产生,所以系统100具有允许选择不同的非树脂组件108和/或不同的感光聚合物树脂252的灵活性以定制或以其他方式制造在复合零件102内的不同位置处具有不同的期望的复合零件102。
系统100的一些实例可以另外地或可选地描述为3-D打印机。
如所提到,进给机构104配置为推动连续的软线106离开递送导向器112。换句话说,当复合零件102正在由系统100制造时,递送导向器112——其沿着印刷路径122沉积连续的软线106——关于连续的软线106的移动方向放置在进给机构104的下游。
如本文所使用,“连续的软线”是具有比横向于或垂直于其长度的尺寸(例如,直径或宽度)显著长的长度的细长结构。如说明性、非排他性实例,连续的软线106可以具有比其直径或宽度大至少100、至少1000、至少10000、至少100000、或至少1000000倍的长度。
如本文所使用,“感光聚合物树脂”是配置为通过选择性地施加光固化或硬化的树脂材料。作为说明性、非排他性实例,感光聚合物树脂252,以及因而感光聚合物树脂组件110,可以配置为当以紫外光、可见光、红外光和/或X射线形式的固化能量118通过来源116被递送至连续的软线106的部分124时被至少部分地固化或硬化。而且,当感光聚合物树脂252经由递送部件266的第二入口250接收并且施加至非树脂组件108时,其可以是未固化的,或者任选地仅部分固化的。
如提到的,递送导向器112相对于表面114是可移动的。这意思是在一些实例中,系统100可以包括配置为相对于表面114选择性地移动的递送导向器112,表面114可以是系统100的一部分或结构的一部分,比如机翼或机身等。此外,在系统100包括表面114的实例中,表面114可以相对于递送导向器112选择性地移动。而且,在一些实例中,系统100可以包括递送导向器112和表面114,并且二者可以相对于彼此选择性地移动。
一般地参考图1并且具体地参考例如,图2和3,递送部件266进一步包括相对于进给机构104与递送导向器112相对的上游部分268。进给机构104配置为推动连续的软线106通过递送导向器112并且拉动连续的软线106通过上游部分268。上游部分268包括第二入口250、上游出口270,通过其连续的软线106离开上游部分268,和上游线通道272,其从第一入口170延伸至上游出口270。上游部分268的第二入口250与上游线通道272流体连通。本段的前述主题表征本公开内容的实例2,其中实例2还包括上述的根据实例1的主题。
包括第二入口250的上游部分268促进在进给机构104上游施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108。因此,进给机构104可以促进感光聚合物树脂252浸渍有非树脂组件108。此外,如本文所讨论,在进给机构104上游施加感光聚合物树脂252可以促进过量的感光聚合物树脂252的收集。
如本文所使用,术语“上游”和“下游”涉及至少非树脂组件108行进通过递送部件266的预期方向。
参考图1,系统100进一步包括容器262,其配置为分配用于递送至上游部分268的第二入口250的感光聚合物树脂252。本段的前述主题表征本公开内容的实例3,其中实例3还包括上述的根据实例2的主题。
容器262提供用于递送至第二入口250的一定体积的感光聚合物树脂252。容器262可以在复合零件102的制造期间被补充并且任选地可以在复合零件102的制造期间被用不同的感光聚合物树脂252补充,比如以在复合零件102内的不同位置处产生期望的性质。
另外地或可选地,可以提供多于一个容器262,其中单独的容器262每个容纳不同的感光聚合物树脂252用于选择性地递送至第二入口250。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2,系统100进一步包括溢流储罐274,其被定位以收集从上游部分268的第二入口250流动通过上游线通道272并且离开第一入口170的感光聚合物树脂252。本段的前述主题表征本公开内容的实例4,其中实例4还包括根据上述的实例2或3的任一个的主题。
溢流储罐274收集来自递送部件266的过量的感光聚合物树脂252,比如从递送部件266内上游的第二入口250流动的感光聚合物树脂252。
参考图1,系统100进一步包括树脂计量系统256,其配置为主动控制感光聚合物树脂252至上游部分268的第二入口250的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例5,其中实例5还包括根据上述的实例2-4的任一个的主题。
通过主动控制感光聚合物树脂252的流动,可以将期望的体积的感光聚合物树脂252施加至非树脂组件108。而且,在复合零件102的制造期间可以保持和/或选择感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的期望的饱和水平。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2和3,树脂计量系统256包括至少一个传感器254,其配置为检测上游线通道272中的感光聚合物树脂252的水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例6,其中实例6还包括根据上述的实例5的主题。
一个或多个传感器254为树脂计量系统256提供数据以作为感光聚合物树脂252至上游部分268的第二入口25的流动的其主动控制的根据。
可以提供任何合适的传感器254,包括配置为检测感光聚合物树脂252的存在的传感器254。例如,传感器254可以是光学传感器、电容传感器和/或超声波传感器。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2和3,至少一个传感器254包括高水平传感器258,其位于上游部分268的第二入口250上游并且配置为检测感光聚合物树脂252的水平何时处于或高于上游线通道272中的上阈水平。树脂计量系统256配置为响应于感光聚合物树脂252处于或高于上游线通道272中的上阈水平减少感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例7,其中实例7还包括根据上述的实例6的主题。
通过包含高水平传感器258,树脂计量系统256可以主动控制感光聚合物树脂252的流动以避免递送部件266上游的感光聚合物树脂252不需要的溢流。
在图2中,示意性地图解了与上游部分268和溢流储罐274处于重叠关系的高水平传感器258,其示意性地表示,当存在时,高水平传感器可以与溢流储罐274连接,在溢流储罐274内,或以其他方式与溢流储罐274相关联,比如与本文中实例4关联。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2,系统100进一步包括溢流储罐274,其被定位以收集从上游部分268的第二入口250流动通过上游线通道272并且离开第一入口170的感光聚合物树脂252。高水平传感器258被定位以检测溢流储罐274内感光聚合物树脂252的水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例8,其中实例8还包括根据上述的实例7的主题。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2和3,至少一个传感器254包括低水平传感器260,其配置为检测感光聚合物树脂252的水平何时处于或低于上游线通道272中的下阈水平。树脂计量系统256配置为响应于感光聚合物树脂252处于或低于上游线通道272中的下阈水平增加感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例9,其中实例9还包括根据上述的实例6-8的任一个的主题。
通过包含低水平传感器260,树脂计量系统256可以主动控制感光聚合物树脂252的流动以确保足够的感光聚合物树脂252被施加至非树脂组件108。例如,如果低水平传感器260检测到没有感光聚合物树脂252或检测到缺乏感光聚合物树脂252,那么树脂计量系统256可以增加感光聚合物树脂252至第二入口250并且从而至非树脂组件108的流动。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2和3,低水平传感器260被定位在第二入口250上游。本段的前述主题表征本公开内容的实例10,其中实例10还包括根据上述的实例9的主题。
将低水平传感器260定位在第二入口250上游可以促进在水平为不能接受地低——使得其导致少于足够饱和的非树脂组件108——之前检测低水平的感光聚合物树脂256。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2和3,低水平传感器260定位在第二入口250下游。本段的前述主题表征本公开内容的实例11,其中实例11还包括根据上述的实例9的主题。
将低水平传感器260定位在第二入口250下游可以促进检测感光聚合物树脂252的不能接受的水平,以便树脂计量系统256可以采取校正动作。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图2和3,至少一个传感器254包括饱和传感器276,其被定位以在离开递送导向器112之前检测感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的饱和水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例12,其中实例12还包括根据上述的实例6-11的任一项的主题。
通过在某一位置包含饱和传感器276以在连续的软线106离开递送导向器112之前检测非树脂组件108的饱和水平,树脂计量系统256可以用于确保连续的软线106总是处于期望的饱和,或高于饱和的最小阈值水平。
饱和传感器276在其操作中可以与高水平传感器25和/或低水平传感器260不同。例如,饱和传感器276不是检测递送部件266内感光聚合物树脂252的水平,而是可以在连续的软线106的选定的横截面部分检测感光聚合物树脂的体积。另外地或可选地,饱和传感器276可以检测具有感光聚合物树脂252的非树脂组件108的渗透水平。作为实例,饱和传感器276本质上可以是光学的并且可以配置为检测感光聚合物树脂252是否已经充分地渗透包括非树脂组件108的纤维丛。
参考图1,树脂计量系统256进一步包括泵264,其配置为响应于来自至少一个传感器254的输入选择性地增加或减少感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例13,其中实例13还包括根据上述的实例6-12的任一个的主题。
泵264基于来自一个或多个传感器254的输入提供感光聚合物树脂252的流动的选择性增加和/或减少。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4,递送导向器112包括导向器入口284、第二入口250、连续的软线106通过其离开递送导向器112的导向器出口206、和从导向器入口284延伸至导向器出口206的导向器线通道154。递送导向器112的第二入口250与导向器线通道154流体连通。本段的前述主题表征本公开内容的实例14,其中实例14还包括根据上述的实例1的主题。
包括第二入口250的递送导向器112促进感光聚合物树脂252施加至非树脂组件108,该非树脂组件108在进给机构104的下游并且靠近连续的软线106离开递送部件266的地方。因此,进给机构104可以接合非树脂组件108上并且直接地在非树脂组件108上操作,而没有流体形式的感光聚合物树脂252阻碍进给机构10的操作。另外地或可选地,这种配置可以允许对感光聚合物树脂组件110的产生的更好的控制,比如通过避免液体形式的感光聚合物树脂252被进给机构104从非树脂组件108抽回。
参考图1,系统100进一步包括容器262,其配置为分配用于递送至递送导向器112的第二入口250的感光聚合物树脂252。本段的前述主题表征本公开内容的实例15,其中实例15还包括根据上述的实例14的主题。
容器262提供用于递送至第二入口250的一定体积的感光聚合物树脂252。容器262可以在复合零件102的制造期间被补充并且任选地可以在复合零件102的制造期间用不同的感光聚合物树脂252补充,比如以在复合零件102内在不同的位置处产生期望的性质。
参考图1,系统100进一步包括树脂计量系统256,其配置为主动控制感光聚合物树脂252至递送导向器112的第二入口250的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例16,其中实例16还包括根据上述的实例14或15的任一项的主题。
通过主动控制感光聚合物树脂252的流动,期望体积的感光聚合物树脂252可以被施加至非树脂组件108。而且,在复合零件102的制造期间可以保持和/或选择感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的期望的饱和水平。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4,树脂计量系统256包括至少一个传感器254,其配置为检测导向器线通道154中感光聚合物树脂252的水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例17,其中实例17还包括根据上述的实例16的主题。
一个或多个传感器254为树脂计量系统256提供数据以作为其对感光聚合物树脂252至递送导向器112的第二入口250的流动的主动控制的根据。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4,至少一个传感器254包括高水平传感器258,其位于递送导向器112的第二入口250上游并且配置为检测感光聚合物树脂252的水平何时处于或高于导向器线通道154中的上阈水平。树脂计量系统256配置为响应于感光聚合物树脂252处于或高于导向器线通道154中的上阈水平减少感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例18,其中实例18还包括根据上述的实例17的主题。
通过包含高水平传感器258,树脂计量系统256可以主动控制感光聚合物树脂252的流动以避免递送导向器112上游的感光聚合物树脂252的不需要的溢流,比如进入进给机构104,这可能是不期望的。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4,至少一个传感器254包括低水平传感器260,其配置为检测感光聚合物树脂252的水平何时处于或低于导向器线通道154中的下阈水平。树脂计量系统256配置为响应于感光聚合物树脂252处于或低于导向器线通道154中的下阈水平增加感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例19,其中实例19还包括根据上述的实例17或18的任一个的主题。
通过包含低水平传感器260,树脂计量系统256可以主动控制感光聚合物树脂252的流动以确保足够的感光聚合物树脂252被施加至非树脂组件108。例如,如果低水平传感器260检测到没有感光聚合物树脂252或检测到缺乏感光聚合物树脂252,那么树脂计量系统256可以增加感光聚合物树脂252至第二入口250并且因而至非树脂组件108的流动。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4,低水平传感器260位于第二入口250上游。本段的前述主题表征本公开内容的实例20,其中实例20还包括根据上述的实例19的主题。
将低水平传感器260定位在第二入口250上游可以促进在水平为不能接受的低——使得其导致少于足够饱和的非树脂组件108——之前检测低水平的感光聚合物树脂252。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4,低水平传感器260位于第二入口250下游。本段的前述主题表征本公开内容的实例21,其中实例21还包括根据上述的实例19的主题。
将低水平传感器260定位在第二入口250下游可以促进检测不能接受的低水平的感光聚合物树脂252,以便树脂计量系统256可以采取校正动作。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4,至少一个传感器254包括饱和传感器276,其被定位以在离开递送导向器112之前检测感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的饱和水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例22,其中实例22还包括根据上述的实例17-21任一个的主题。
通过在某一位置包含饱和传感器276以在连续的软线106离开递送导向器112之前检测非树脂组件108的饱和水平,树脂计量系统256可以用于确保连续的软线106总是处于期望的饱和,或高于饱和的最小阈值水平。
参考图1,树脂计量系统256进一步包括泵264,其配置为响应于来自至少一个传感器254的输入选择性地增加和减少感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例23,其中实例23还包括根据上述的实例17-22的任一个的主题。
泵264提供基于来自一个或多个传感器254的输入感光聚合物树脂252的流动的选择性增加和/或减少。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图6和7,连续的软线106的非树脂组件108包括以下的一种或多种:纤维、碳纤维、玻璃纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、天然纤维、木质纤维、硼纤维、碳化硅纤维、光学纤维、纤维丛、纤维丝束、纤维织物(fiber weave)、丝、金属丝、导丝或丝丛。本段的前述主题表征本公开内容的实例24,其中实例24还包括根据上述的实例17-23的任一个的主题。
连续的软线106中包括一种或多种纤维允许选择复合零件102的期望的性质。而且,选择具体纤维材料和/或选择具体纤维构型(例如,丛、丝束、和/或织物)可以允许精确选择复合零件102的期望的性质。复合零件102的实例性质包括强度、刚度、挠性、硬度、导电性、导热性等。非树脂组件108不限于指定的实例,并且可以使用其他类型的非树脂组件108。
图6示意性地表示连续的软线106,其中单根纤维作为感光聚合物树脂组件110的基体内的非树脂组件108。图7示意性地表示连续的软线106,其中多于一根纤维作为感光聚合物树脂组件110的基体内的非树脂组件108。
一般地参考图1,感光聚合物树脂252包括以下的至少一种:紫外光感光聚合物树脂、可见光感光聚合物树脂、红外光感光聚合物或X射线感光聚合物树脂。本段的前述主题表征本公开内容的实例25,其中实例25还包括根据上述的实例1-24的任一个的主题。
可以选择紫外光感光聚合物树脂、红外光感光聚合物树脂或X射线感光聚合物树脂以便避免被可见光非有意地固化和/或以允许在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后将固化能118精确地引导至连续的软线106的段120的部分124。另一方面,可以选择可见光感光聚合物以便来源116仅需要递送可见光以固化部分124。
一般地参考图1,系统100进一步包括非树脂组件108的起源126。本段的前述主题表征本公开内容的实例26,其中实例26还包括根据上述的实例1-25任一个的主题。
具有起源126的系统100,包括限定非树脂组件108的材料本身。当提供时,起源126可以提供一种或多种非树脂组件108,比如包括具有第一期望性质的第一非树脂组件108和具有不同于第一期望性质的第二期望性质的第二非树脂组件108。例如,当提供多于一种非树脂组件108时,可以选择一种或多种非树脂组件108用于期望的性质的复合零件102。
一般地参考图1,非树脂组件108的起源126包括非树脂组件108的线圈(spool)128。本段的前述主题表征本公开内容的实例27,其中实例27还包括根据上述的实例26的主题。
以线圈128形式的起源126可以提供紧凑体积的非树脂组件108的显著长度,其在制造操作期间容易补充或替换。
因此,进给机构104可以配置为从线圈128抽出或拉出非树脂组件108。
另外地或可选地,非树脂组件108的起源126可以包括多个单独长度的非树脂组件108。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图8-10、14、21和23-28,固化能量118的来源116配置为当进给机构104推动连续的软线106朝向印刷路径122通过递送导向器112时,并且在连续的软线106的段120沿着印刷路径122沉积之后递送固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例28,其中实例28还包括根据上述的实例1-27的任一个的主题。
通过在段120由递送导向器112沉积之后递送固化能量118至连续的软线106的段120的部分124之后,部分124内的感光聚合物树脂组件110被至少部分地固化,使得部分124相对于已经由递送导向器112沉积的段120的剩余部分有效地被固定在期望的位置。换句话说,当复合零件102由系统100制造时,来源116提供复合零件102的原位固化。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图8-10、14、21和23-28,固化能量118的来源116配置为以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例29,其中实例29还包括根据上述的实例1-28的任一项的主题。
作为以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118的结果,可以在复合零件102的制造期间的任何给定时间关于段120的部分124建立期望水平或程度的固化。例如,在复合零件102的制造期间,可能期望的是固化大于或小于另一个部分124的一个部分124。预定量的固化能量118可以基于,例如,用于感光聚合物树脂组件110的感光聚合物树脂。主动确定的量的固化能量118可以基于,例如,当其正在沉积时从连续的软线106感测的实时数据,包括(但不限于)硬度、颜色、温度、辉光等。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图8-10、14、21和23-28,固化能量118的来源116包括至少一个光源134。至少一个光源134包括一个或多个固化激光器。本段的前述主题表征本公开内容的实例30,其中实例30还包括根据上述的实例1-29的任一个的主题。
包含一个或多个固化激光器促进集中和定向固化能量118的流,使得固化能量118在复合零件102的制造期间可以选择性地并且精确地针对段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图8-10、14、21和23-28,固化能量118的来源116包括至少一个光源134。至少一个光源134包括一个或多个紫外光源。本段的前述主题表征本公开内容的实例31,其中实例31还包括根据上述的实例1-30的任一个的主题。
包含一个或多个紫外光源允许使用配置为在紫外光的存在下固化的感光聚合物树脂252。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图8-10、14、21和23-28,固化能量118的来源116包括至少一个光源134。至少一个光源134包括一个或多个可见光源。本段的前述主题表征本公开内容的实例32,其中实例32还包括根据上述的实例1-31的任一个的主题。
包含一个或多个可见光源允许使用配置为在可见光的存在下进一步固化的感光聚合物树脂252。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图8-10、14、21和23-28,固化能量118的来源116包括至少一个光源134。至少一个光源134包括一个或多个红外光源。本段的前述主题表征本公开内容的实例33,其中实例33还包括根据上述的实例1-32的任一个的主题。
包含一个或多个红外光源允许使用配置为在红外光的存在下进一步固化的感光聚合物树脂252。
除了可见光源、紫外光源和红外光源之外,X射线源也可以与X射线感光聚合物树脂一起使用。
一般地参考图1,固化能量118的来源116包括热源136。本段的前述主题表征本公开内容的实例34,其中实例34还包括根据上述的实例1-33的任一个的主题。
包含热源136允许使用配置为在热的存在下固化的感光聚合物树脂252。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图10和23-29,固化能量118的来源116可操作地连接至递送部件266并且配置为随着递送导向器112移动。本段的前述主题表征本公开内容的实例35,其中实例35还包括根据上述的实例1-34的任一个的主题。
因此,来源116可以被定位,对齐或另外地配置,以便固化能量118总是针对段120的部分124,并且当递送导向器112移动时,来源118随着递送导向器112移动。结果,来源116不需要包括复杂的机构以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然保持递送固化能量118至段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23-25,固化能量118的来源116相对于递送导向器112是可转动的。本段的前述主题表征本公开内容的实例36,其中实例36还包括根据上述的实例1-35的任一个的主题。
通过相对于递送导向器112是可转动的,来源116可以被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然——包括当其改变方向时——递送固化能量118至段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23-29,固化能量118的来源116配置为当递送导向器112相对于表面114移动时追随递送导向器112。本段的前述主题表征本公开内容的实例37,其中实例37还包括根据上述的实例1-36的任一项的主题。
通过追随递送导向器112,来源116被选择性地定位以在部分124离开递送导向器112之后立即递送固化能量118至段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图10、11和21,固化能量118的来源116配置为递送与连续的软线106的段120交叉的固化能量118的环148。本段的前述主题表征本公开内容的实例38,其中实例38还包括根据上述的实例1-37的任一个的主题。
当固化能量118的环148与段120交叉时,环148确保当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然固化能量118被递送至部分124,不管段120离开递送导向器112的方向如何。
固化能量118的环148可以通过任何合适的过程和/或结构限定。参考例如图10,并且如本文所讨论,递送导向器112可以包括固化能量通道146,并且固化能量118的来源116可以配置为通过固化能量通道146递送固化能量118使得固化能量118限定环148。另外地或可选地,参考图21,也如本文所讨论,能量来源116可以包括至少一个检流计镜定位(mirror-positioning)系统150,其配置为递送固化能量118的环148至段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图21,固化能量118的来源116不配置为随着递送导向器112移动。本段的前述主题表征本公开内容的实例39,其中实例39还包括根据上述的实例1-34的任一个的主题。
系统100的这种实例可以提供与递送导向器112相关联的较不笨重的(lesscumbersome)部件,允许递送导向器112相对于表面114更容易地进行微移动和转动,或角度改变,和/或反之亦然,比如基于正在制造的复合零件102的构型和其期望的性质。
图21提供系统100的实例,其具有包括两个检流计镜定位系统150的能量来源116,当递送导向器112相对于表面114移动时该检流计镜定位系统150相对于递送导向器112是静止的,但是当其离开递送导向器112时检流计镜定位系统150配置为递送固化能量118至连续的软线106的段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图21,固化能量118的来源116包括至少一个检流计镜定位系统150,其配置为响应于递送导向器112相对于表面114的移动递送固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例40,其中实例40还包括根据上述的实例1-34和39的任一个的主题。
换句话说,当连续的软线106离开递送导向器112时一个或多个检流计镜定位系统150可以主动将固化能量118引导至段120的部分124处。
参考图8,固化能量118的来源116配置为当至少一部分第一层140抵靠表面114由递送导向器112沉积时部分地固化连续的软线106的段120的第一层140,并且当第二层142抵靠第一层140由递送导向器112沉积时进一步固化第一层140和部分地固化第二层142。本段的前述主题表征本公开内容的实例41,其中实例41还包括根据上述的实例1-40的任一项的主题。
通过当第一层140被沉积时仅部分地固化第一层140,第一层140可以保持发粘或粘性,从而当第二层142抵靠第一层140沉积时促进第二层42粘附第一层140。然后,当第二层142部分地固化时第一层140被进一步固化,以便抵靠第二层142沉积后继层,诸如此类。
进一步固化第一层140,其意思是第一层140可以被完全固化或不完全固化。例如,在一些应用中,复合零件102的不完全固化在通过系统100的制造期间可以是期望的,以允许在整体的复合零件102完全固化前对复合零件102进行后续工作,比如利用独立于系统100的过程。例如,复合零件102可以被烧制、加热、和/或放置在高压釜中用于最终固化。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图8,固化能量118的来源116配置为当至少一部分第一层140抵靠表面114由递送导向器112沉积时部分地固化连续的软线106的段120的第一层140,并且当第二层142抵靠第一层140由递送导向器112沉积时完全固化第一层140和部分地固化第二层142。本段的前述主题表征本公开内容的实例42,其中实例42还包括根据上述的实例1-40的任一个的主题。
再一次地,通过当第一层140被沉积时部分地固化第一层140,第一层140可以保持发粘或粘性,从而当第二层142抵靠第一层140被沉积时促进第二层142粘附第一层140。然而,根据此实例42,当第二层142被部分地固化时第一层140被完全固化。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括表面粗化机144。固化能量118的来源116配置为在用表面粗化机144磨损部分124的表面之前递送固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例43,其中实例43还包括根据上述的实例1-42的任一个的主题。
表面粗化机144,当存在时,磨损部分124,向其提供增加的表面积以便更好地粘附抵靠其沉积的后继层。而且,通过在表面粗化机(144)磨损部分124之前递送固化能量118至部分124,增加的表面积可能不松弛(relax),或返回至较不磨损的状况,因为在递送固化能量118至其之后感光聚合物树脂组件110较不黏。
一般地参考图1,系统100进一步包括表面粗化机144。固化能量118的来源116配置为在用表面粗化机144磨损部分124的表面之后递送固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例44,其中实例44还包括根据上述的实例1-42的任一个的主题。
与实例43相比,实例44可以允许部分124的增加的表面积或磨损,该部分124将至少临时地被固化能量118固定,使得其保持在期望的磨损状态直到连续的软线106的后继层抵靠其沉积。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23-25,系统100进一步包括相对于递送导向器112连接的枢转臂152,使得当递送导向器112相对于表面114移动时枢转臂152追随递送导向器112。固化能量118的来源116连接至枢转臂152。本段的前述主题表征本公开内容的实例45,其中实例45还包括根据上述的实例1-38的任一个的主题。
和实例36和37一样,通过连接至枢转臂152,来源116被选择性地定位以在部分124离开递送导向器112之后立即递送固化能量118至段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23-25,系统100进一步包括枢转臂致动器188,其被可操作地连接至枢转臂152并且配置为当递送导向器112相对于表面114移动时主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例46,其中实例46还包括根据上述的实例45的主题。
通过主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保来源116追随递送导向器112,以便来源116被选择性地定位以在部分124离开递送导向器112之后立即递送固化能量118至段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23-25,枢转臂致动器188配置为随着递送导向器112相对于表面114的移动主动协调枢转臂152的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例47,其中实例47还包括根据上述的实例46的主题。
通过主动协调枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保来源116追随递送导向器112,以便来源116被选择性地定位以在部分124离开递送导向器112之后立即递送固化能量118至段120的部分124。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3、4和23-30,进给机构104被连接至递送导向器112。本段的前述主题表征本公开内容的实例48,其中实例48还包括根据上述的实例1-47的任一个的主题。
已经将进给机构104连接至递送导向器112促进进给机构104能够可操作地推动连续的软线106通过递送导向器112。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3、4和23-30,递送导向器112从进给机构104延伸。本段的前述主题表征本公开内容的实例49,其中实例49也包括根据实例1-48的任一个的主题。
通过从进给机构104延伸,递送导向器112可以被定位,用于在沿着印刷路径122的期望的位置选择性地沉积连续的软线106。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3、4和23-30,递送导向器112包括导向器入口284、通过其连续的软线106离开递送导向器112的导向器出口206,和从导向器入口284延伸至导向器出口206的导向器线通道154。进给机构104配置为推动连续的软管线106通过导向器线通道154。进给机构104包括支撑框架156和相对辊157,其具有各自的转动轴159。相对辊157可转动地连接至支撑框架156。相对辊157配置为接合连续的软线106或非树脂组件108的相对侧。相对辊157配置为选择性地转动以推动连续的软线106通过线通道154。本段的前述主题表征本公开内容的实例50,其中实例50还包括根据上述的实例1-49的任一个的主题。
支撑框架156向进给机构104的组件部分——包括相对辊157——提供支撑。当选择性地转动时,相对辊157摩擦地接合连续的软线106或非树脂组件108,从而在相对辊157之间进给它并且推动它进入导向器入口284并且通过导向器线通道154。
在其中感光聚合物树脂252被施加至进给机构104上游的非树脂组件108的系统100的实例中,相对辊接合连续的软线106的相对侧。在其中感光聚合物树脂252被施加至进给机构104下游的非树脂组件108的系统100的实例中,相对辊接合非树脂组件108的相对侧。
一般地参考图3和4并且具体地参考,例如,图29和30,相对辊157彼此接触。本段的前述主题表征本公开内容的实例51,其中实例51还包括根据上述的实例50的主题。
相对辊157之间的接触可以确保相对辊157一起滚动,并且当连续的软线106或非树脂组件108在辊之间拉延时,避免给予不均匀扭矩,该不均匀扭矩将使连续的软线106或非树脂组件108弯曲或者以其它方式产生至连续的软线106或非树脂组件108的内部弯曲的偏压。另外地或可选地,相对辊157之间的接触可以允许仅相对辊157中的一个被马达直接地驱动,同时由于与驱动辊接合,另一个相对辊157简单地转动。
一般地参考图3和4并且具体地参考,例如,图29和30,相对辊157的每一个包括圆周槽161,其配置为接触连续的软线106或非树脂组件108。本段的前述主题表征本公开内容的实例52,其中实例52还包括根据上述的实例50或51的任一个的主题。
在相对辊157的每一个中包含圆周槽161从而产生连续的软线106或非树脂组件108可以通过其延伸的通道并且提供相对辊157和连续的软线106或非树脂组件108之间更大的接触表面积,从而促进连续的软线106或非树脂组件108被推动进入导向器入口284并且通过导向器线通道154。
一般地参考图3和4并且具体地参考,例如,图29和30,相对辊157中的一个包括圆周槽161,其配置为接触连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例53,其中实例53还包括根据上述的实例50或51的任一个的主题。
和实例52一样,包含一个圆周槽161产生连续的软线106或非树脂组件108可以通过其延伸的通道并且提供相对辊157和连续的软线106或非树脂组件108之间更大的接触表面积,从而促进连续的软线106或非树脂组件108被推动进入导向器入口284并且通过导向器线通道154。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图29和30,相对辊157是不同尺寸的。本段的前述主题表征本公开内容的实例54,其中实例54还包括根据上述的实例50-53的任一个的主题。
不同尺寸的相对辊157可以允许进给机构104的高效包装。另外地或可选地,不同尺寸的相对辊157可以提供驱动辊158和从动辊160之间期望的扭矩传递。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3和4,相对辊157是相同尺寸的。本段的前述主题表征本公开内容的实例55,其中实例55还包括根据上述的实例50-53的任一个的主题。
相同尺寸的相对辊157可以允许进给机构104的高效包装。另外地或可选地,相同尺寸的相对辊157可以提供驱动辊158和从动辊160之间期望的扭矩传递。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4和23-31,进给机构104进一步包括马达162,其可操作地至少连接至相对辊157中的一个并且配置为选择性地转动相对辊157的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例56,其中实例56还包括根据上述的实例50-55的任一个的主题。
马达162提供用于转动进给机构10的相对辊157的动力,以推动连续的软线106通过递送导向器112。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图4和29-31,相对辊157包括驱动辊158——可操作地连接至马达162——和从动辊160——朝向驱动辊158偏压——以可操作地接合连续的软线106或非树脂组件108的相对侧。本段的前述主题表征本公开内容的实例57,其中实例57还包括根据上述的实例56的主题。
通过具有朝向驱动辊158偏压的从动辊160,从动辊160不必直接被进给机构104的马达驱动以推动连续的软线106通过递送导向器112。相反,从动辊16通过从动辊160与驱动辊158接合和/或通过与连续的软线106或非树脂组件108接合——其又与驱动辊158接合而转动。
从动辊160可以通过偏压构件164朝向驱动辊158偏压,该偏压构件164可以是弹簧,比如螺旋弹簧。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图29-31,进给机构104进一步包括摇臂169。摇臂169枢转地连接至支撑框架156。从动辊160转动地连接至摇臂169。摇臂169相对于支撑框架156偏压使得从动辊160朝向驱动辊158偏压。摇臂169配置为选择性地枢转从动辊160远离驱动辊158。本段的前述主题表征本公开内容的实例58,其中实例58还包括根据上述的实例57的主题。
摇臂169为使用者提供结构以抵抗偏压构件164的偏压接合和枢转从动辊160远离驱动辊158。因此,使用者可以选择性地枢转从动辊160以促进比如在系统100的最初设置期间在相对辊157之间插入连续的软线106或非树脂组件108和/或以在复合零件102的制造期间改变连续的软线106或非树脂组件108。
如本文所使用,“偏压”意思是连续地施加力,其可以具有或可以不具有恒定大小。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图29-31,进给机构104进一步包括摇臂调节器171,其配置为选择性地调节施加至摇臂169以使从动辊160朝向驱动辊158偏压的力。本段的前述主题表征本公开内容的实例59,其中实例59还包括根据上述的实例58的主题。
摇臂调节器171允许使用者选择性地调节从动辊160朝向驱动辊158的偏压力并且因此调节施加至相对辊157之间的连续的软线106的力。例如,与由系统100可以使用的不同构型和/或不同尺寸的连续的软线106的不同材料性质相关,不同大小的力促进系统100的操作。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3、4、29和30,递送导向器112进一步包括第一端部163、第二端部165,以及在第一端部163和第二端部165之间的接合处167。第一端部163被成形以与相对辊157中的一个的互补,并且第二端部165被成形以与相对辊157的另一个互补。本段的前述主题表征本公开内容的实例60,其中实例60还包括根据上述的实例50-59的任一个的主题。
具有与相对辊157互补的第一端部163和第二端部165,可以放置递送导向器112非常靠近相对辊157。因此,当进给机构104推动连续的软线106或非树脂组件108进入并通过递送导向器112时,连续的软线106或非树脂组件108不太可能隆起、扭结、阻塞或以其他方式从进给机构104错误进给(mis-feed)到递送导向器112。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3和4,接合处167和平面173——包含相对辊157的各自的转动轴159——之间的最短距离D小于相对辊157中最小的一个的半径。本段的前述主题表征本公开内容的实例61,其中实例61还包括根据上述的实例60的主题。
再次,使递送导向器112非常靠近相对辊157,比如接合处167在平面173的距离D内,连续的软线106可以被可操作地推动进入并且通过递送导向器112。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3、4、29和30,接合处167包括边缘。本段的前述主题表征本公开内容的实例62,其中实例62还包括根据上述的实例60或61的任一个的主题。
当接合处167包括边缘时,可以定位边缘非常靠近相对辊157之间的界面和相对辊157和连续的软线106之间的界面。
在一些实例中,边缘可以是线性的。在一些实例中,边缘可以是锐边。在一些实例中,边缘可以是圆边。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3、4、29和30,进给机构104进一步包括刮板172,该刮板172与相对辊157中的至少一个接触以当相对辊157转动以选择性地平移连续的软线106进而推动连续的软线106通过导向器线通道154时移除由相对辊157和连续的软线106之间的接合产生的感光聚合物树脂组件110的残留物。本段的前述主题表征本公开内容的实例63,其中实例63还包括根据上述的实例50-62的任一个的主题。
刮板172从相对辊157移除感光聚合物树脂组件110的残留物以确保树脂不在相对辊上积累并阻碍进给机构104的操作。
刮板172可以采取任何合适的形式以可操作地从相对辊157上移除或刮削树脂。例如,参考图27–28,刮板172可以是矩形,或者其他的突出部分,其非常靠近相对辊157中的一个延伸,比如在3mm、2mm、1mm、0.5mm内,或者延伸以物理接合相对辊157中的一个。更具体地,如在图27–28中可见,刮板172可以延伸相邻于其中相对辊接合连续的软线106的相对辊157的区域。
参考图5,相对辊157中的至少一个包括圆周槽161,其配置为接触连续的软线106。刮板172包括突出部分175,其配置为当相对辊157转动以选择性地平移连续的软线106以推动连续的软线106通过线通道154时从圆周槽161移除由圆周槽161和连续的软线106之间的接合产生的感光聚合物树脂组件110的残留物。本段的前述主题表征本公开内容的实例64,其中实例64还包括根据上述的实例63的主题。
在包括圆周槽161的相对辊157的实例中,具有在其中延伸的突出部分175的刮板172促进刮削或移除由相对辊157和连续的软线106之间的接合产生的感光聚合物树脂组件110的任何残留物。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图3、4、29和30,进给机构104进一步包括收集储罐174,其连接至支撑框架156。收集储罐174配置为收集通过刮板172移除的感光聚合物树脂组件110的残留物。本段的前述主题表征本公开内容的实例65,其中实例65还包括根据上述的实例63或64的任一个的主题。
如提到的,收集储罐174收集通过刮板172移除的残留物。因此,残留物不干扰进给机构104的其他组件并且不导致阻碍制造复合零件102的不需要的颗粒。而且,收集储罐174可以被使用者选择性地清空,比如当充满或在由系统100执行的过程结束时。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图9-11,递送导向器112进一步包括固化能量通道146。固化能量118的来源116配置为递送固化能量118通过固化能量通道146至少至连续的软线106的段120的部分124。固化能量通道146与导向器线通道154光学隔离。本段的前述主题表征本公开内容的实例66,其中实例66还包括根据上述的实例50-65的任一个的主题。
当连续的软线106离开递送导向器112时根据实例66的系统提供固化能量118至部分124的精确的方向。而且,通过与导向器线通道154光学隔离,在连续的软线106离开递送导向器112之前固化能量通道146限制固化能量118接触连续的软线106。
根据实例66(参考例如图10),固化能量通道146可以包围导向器线通道154并且可以具有围绕导向器线通道154的导向器出口206圆形出口,使得固化能量118从固化能量通道146离开导致固化能量118的环148,比如根据本文中的实例38。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图12-16和23-25,系统100进一步包括压实机138。固化能量118的来源116配置为递送固化能量118至少至在由压实机13压实之后的位置处的连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例67,其中实例67还包括根据上述的实例1-66的任一个的主题。
压实机138压实已经通过递送导向器112沿着印刷路径122沉积的连续的软线106的相邻层。当固化能量118被递送至由压实机138压实之后的部分124时,这允许在连续的软线106的感光聚合物树脂组件110固化或硬化之前发生压实。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图12-16和23-25,系统100进一步包括压实机138,其可操作地连接至递送部件266并且配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后给予压实力至少至连续的软线106的段120的分段180。本段的前述主题表征本公开内容的实例68,其中实例68还包括根据上述的实例1-67的主题。
再次,压实机138压实连续的软线106的相邻层,该相邻层已经被递送导向器112沿着印刷路径122沉积。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图12-14,压实机138包括压实辊182,其具有配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后至少在连续的软线106的段120的分段180上滚动的压实辊表面184。本段的前述主题表征本公开内容的实例69,其中实例69还包括根据上述的实例68的主题。
与压实机138的可选的实例相比,在压实期间压实辊182可以减少感光聚合物树脂组件110沿着段120的轴向移动。此外,与压实机138的可选的实例相比,压实辊182可以提供更加期望的正交的或垂直的压实力分量。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图12,压实辊表面184具有纹理。本段的前述主题表征本公开内容的实例70,其中实例70也包括以上根据实例69的主题。
当压实辊表面184具有纹的时,压实辊表面184给予纹理至段120或磨损段120,向其提供增加的表面积用于更好地粘附抵靠其沉积的连续的软线106的后继层。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图13,压实辊表面184被成形以在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后给予预定的横截面形状至少至连续的软线106的段120的分段180。本段的前述主题表征本公开内容的实例71,其中实例71还包括根据上述的实例69或70的任一个的主题。
在一些应用中,给予预定的横截面形状至连续的软线106——当其通过递送导向器112沉积时——可以是期望的。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图15,压实机138包括压实擦具185,其具有擦具拖曳表面186,该擦具拖曳表面186配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后抵靠至少连续的软线106的段120的分段180拖曳。本段的前述主题表征本公开内容的实例72,其中实例72还包括根据上述的实例68的主题。
与压实机138的可选的实例相比,在压实期间压实擦具185可以增加感光聚合物树脂组件110沿着段120的轴向移动。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图15,擦具拖曳表面186具有纹理。本段的前述主题表征本公开内容的实例73,其中实例73还包括根据上述的实例72的主题。
当拖曳表面186具有纹理时,拖曳表面186给予纹理至段120或磨损段120,向其提供增加的表面积用于更好地粘附抵靠其沉积的连续的软线106的后继层。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图15,擦具拖曳表面186被成形以在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后给予预定的横截面形状至连续的软线106的段120。本段的前述主题表征本公开内容的实例74,其中实例74还包括根据上述的实例72或73的任一个的主题。
如提到的,在一些应用中,给予预定的横截面形状至连续的软线106——当其通过递送导向器112沉积时——可以是期望的。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图14、23和25,压实机138朝向连续的软线106的段120的分段180偏压。本段的前述主题表征本公开内容的实例75,其中实例75还包括根据上述的实例68-74的任一个的主题。
通过朝向分段180偏压,压实机138抵靠分段180给予期望的压实力。
压实机138可以朝向分段180偏压,比如通过弹簧181或其他偏压构件。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图14、23和25,压实机138是相对于递送导向器112可转动的。本段的前述主题表征本公开内容的实例76,其中实例76还包括根据上述的实例68-75的任一个的主题。
通过相对于递送导向器112可转动的,压实机138可以被选择性地定位以当递送导向器112移动时——包括当其相对于表面114改变方向时——和/或反之亦然,抵靠段120的分段180给予其压实力。
图14示意性地图解了相对于递送导向器112自由转动的压实辊182。如本文所讨论,图23和25图解了通过枢转臂致动器188选择性地和主动转动的压实辊182。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图14、23和25,压实机138配置为当递送导向器112相对于表面114移动时追随递送导向器112。本段的前述主题表征本公开内容的实例77,其中实例77还包括根据上述的实例68-76的主题。
通过追随递送导向器112,压实机138被选择性地定位以在分段180离开递送导向器112之后立即抵靠段120的分段180给予其压实力。
参考图16,压实机138包括裙部190,其连接至递送导向器112。裙部190包括裙部拖曳表面192,该裙部拖曳表面192被定位以在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后抵靠至少连续的软线106的段120的分段180拖曳。本段的前述主题表征本公开内容的实例78,其中实例78还包括根据上述的实例68的主题。
裙部190从递送导向器112并且周向地围绕出口206延伸。因此,不管递送导向器112相对于表面114的移动的方向,和/或反之亦然,裙部190被定位以当连续的软线106的段120的分段180沉积时将其压实。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23和25,系统100进一步包括压实机138,其可操作地连接至递送部件266并且配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后给予压实力至少至连续的软线106的段120的分段180。系统100进一步包括枢转臂152,其相对于递送部件266连接使得当递送导向器112相对于表面114移动时枢转臂152追随递送导向器112。压实机138被连接至枢转臂152。本段的前述主题表征本公开内容的实例79,其中实例79还包括根据上述的实例1的主题。
枢转臂152提供用于相对于递送导向器112选择性地枢转压实机138。因此,压实机138可以被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时——包括当其改变方向时——和/或反之亦然,抵靠段120的分段180给予其压实力。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23和25,系统100进一步包括枢转臂致动器188,其可操作地连接至枢转臂152并且配置为当递送导向器112相对于表面114移动时主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例80,其中实例80还包括根据上述的实例79的主题。
枢转臂致动器188提供用于相对于递送导向器112选择性地枢转枢转臂152并且因而选择性地枢转压实机138。因此,压实机138可以被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时——包括当其改变方向时——和/或反之亦然,抵靠段120的分段180给予其压实力。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23和25,枢转臂致动器188配置为随着递送导向器112相对于表面114的移动主动协调枢转臂152的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例81,其中实例81还包括根据上述的实例80的主题。
因此,压实机138可以被选择性地和主动地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时——包括当其改变方向时——和/或反之亦然,抵靠段120的分段180给予其压实力。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括表面粗化机144,其可操作地连接至递送部件112并且配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后磨损至少连续的软线106的段120的分段194。本段的前述主题表征本公开内容的实例82,其中实例82还包括根据上述的实例1-42的任一项的主题。
表面粗化机144磨损分段194,向其提供增加的表面积用于更好地粘附抵靠其沉积的后继层。
参考图1,表面粗化机144包括粗化辊196,其配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后转动地磨损至少连续的软线106的段120的分段194。本段的前述主题表征本公开内容的实例83,其中实例83还包括根据上述的实例82的主题。
与表面粗化机144的可选的实例相比,粗化辊196可以减小在其磨损期间感光聚合物树脂组件110沿着段120的轴向移动。
一般地参考图1,粗化辊196包括粗化辊表面198,其被成形以在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后给予预定的横截面形状至连续的软线106的段120。本段的前述主题表征本公开内容的实例84,其中实例84还包括根据上述的实例83的主题。
在一些应用中,给予预定的横截面形状至连续的软线106——当其由递送导向器112沉积时——可以是期望的。
参考图23,表面粗化机144包括粗化拖曳表面200,该粗化拖曳表面200配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后平移地磨损连续的软线106的段120的至少分段194。本段的前述主题表征本公开内容的实例85,其中实例85还包括根据上述的实例82的主题。
与表面粗化机144的可选的实例相比,在其磨损期间粗化拖曳表面200可以增加感光聚合物树脂组件110沿着段120的轴向移动。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后表面粗化机144朝向连续的软线106的段120的分段194偏压。本段的前述主题表征本公开内容的实例86,其中实例86还包括根据上述的实例82-85的任一个的主题。
通过朝向分段194偏压,表面粗化机144抵靠分段194给予期望的磨损力。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,表面粗化机144是相对于递送部件266可转动的。本段的前述主题表征本公开内容的实例87,其中实例87还包括根据上述的实例82-86的任一个的主题。
通过相对于递送导向器112可转动的,表面粗化机144可以被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时——包括当其改变方向时——和/或反之亦然,磨损分段194。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,表面粗化机144配置为当递送导向器112相对于表面114移动时追随递送导向器112。本段的前述主题表征本公开内容的实例88,其中实例88还包括根据上述的实例82-87的任一个的主题。
通过追随递送导向器112,表面粗化机144被选择性地定位以在段120离开递送导向器112之后立即磨损分段194。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括枢转臂152,其被配置为当递送导向器112相对于表面114移动时使得枢转臂152追随递送导向器112。表面粗化机144被连接至枢转臂152。本段的前述主题表征本公开内容的实例89,其中实例89还包括根据上述的实例82-88的任一个的主题。
枢转臂152提供用于相对于递送导向器112选择性地枢转表面粗化机144。因此,表面粗化机144可以被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时——包括当其改变方向时——和/或反之亦然,磨损分段194。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括枢转臂致动器188,其可操作地连接枢转臂152并且配置为当递送导向器112相对于表面114移动时主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例90,其中实例90还包括根据上述的实例89的主题。
枢转臂致动器188提供用于相对于递送导向器112选择性地枢转枢转臂152并且从而枢转表面粗化机144。因此,表面粗化机144可以被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时——包括当其改变方向时——和/或反之亦然,磨损分段194。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,枢转臂致动器188配置为随着递送导向器112相对于表面114的移动主动协调枢转臂152的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例91,其中实例91还包括根据上述的实例90的主题。
因此,表面粗化机144可以被选择性地并且主动地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时——包括当其改变方向时——和/或反之亦然,磨损分段194。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括压实机138。表面粗化机144被定位以在通过压实机138压实至少分段194之后磨损至少连续的软线106的段120的分段194。本段的前述主题表征性本公开内容的实例92,其中实例92还包括根据上述的实例82-91的任一个的主题。
根据实例92的系统包括压实机138和表面粗化机144二者。通过在由压实机138压实之后具有被定位以磨损分段194的表面粗化机144,分段194的磨损不会被其后继的压实阻碍或迟缓。因此,磨损的分段194具有增加的表面积用于更好地粘附抵靠其沉积的后继层。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括碎片入口202,其配置为收集用表面粗化机144磨损至少连续的软线106的段120的分段194产生的碎片。本段的前述主题表征本公开内容的实例93,其中实例93还包括根据上述的实例82-88的任一个的主题。
通过碎片入口202收集由通过表面粗化机144磨损分段194产生的碎片,避免了感光聚合物树脂组件110的不需要的、松散颗粒陷入在连续的软线106的相邻的沉积的层之间,这否则可以导致复合零件102的不需要的性质。
参考图1,系统100进一步包括真空源203,其选择性地与碎片入口202连通地连接。本段的前述主题表征本公开内容的实例94,其中实例94还包括根据上述的实例93的主题。
真空源202通过碎片入口202从相邻的分段194抽吸空气和碎片。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括枢转臂152,其相对于递送导向器112连接使得当递送导向器112相对于表面114移动时枢转臂152追随递送导向器112。碎片入口202可操作地连接至枢转臂152。本段的前述主题表征本公开内容的实例95,其中实例95还包括根据上述的实例93或94的任一个的主题。
通过连接至枢转臂152,碎片入口202被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然,立即从相邻的分段194收集碎片。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括枢转臂致动器188,其可操作地连接至枢转臂152并且配置为当递送导向器112相对于表面114移动时主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例96,其中实例96还包括根据上述的实例95的主题。
通过主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保碎片入口202追随递送导向器112使得碎片入口202被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然,直接从相邻的分段194收集碎片。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,枢转臂致动器188配置为随着递送导向器112相对于表面114的移动主动协调枢转臂152的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例97,其中实例97还包括根据上述的实例96的主题。
通过主动协调枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保碎片入口202追随递送导向器112使得碎片入口202被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然,直接从相邻的分段194收集碎片。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括加压气体出口204,其配置为利用加压气体分散通过表面粗化机144粗化连续的软线106的段120产生的碎片。本段的前述主题表征本公开内容的实例98,其中实例98还包括根据上述的实例82-88的任一个的主题。
通过加压气体出口204分散由表面粗化机144磨损分段194所产生的碎片避免了感光聚合物树脂组件110的不需要的、松散颗粒发生陷入连续的软线106的相邻的沉积的层之间,这否则可以导致复合零件102的不需要的性质。
参考图1,系统100进一步包括加压气体源205,其选择性地与加压气体出口204连通地连接。本段的前述主题表征本公开内容的实例99,其中实例99还包括根据上述的实例98的主题。
加压气体源205提供经由加压气体出口204将被递送至分段194的加压气体的来源。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括枢转臂152,其被配置使得当递送导向器112相对于表面114移动时枢转臂152追随递送导向器112。加压气体出口204可操作地连接至枢转臂152。本段的前述主题表征本公开内容的实例100,其中实例100还包括根据上述的实例98或99的任一个的主题。
通过连接至枢转臂152,加压气体出口204被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然,直接从相邻的分段194收集碎片。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,系统100进一步包括枢转臂致动器188,其可操作地连接至枢转臂152并且配置为当递送导向器112相对于表面114移动时主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例101,其中实例101还包括根据上述的实例100的主题。
通过主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保加压气体出口204追随递送导向器112使得加压气体出口204被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然,分散直接相邻的分段194的碎片。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图23,枢转臂致动器188配置为随着递送导向器112相对于表面114的移动主动协调枢转臂152的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例102,其中实例102还包括根据上述的实例101的主题。
通过主动协调枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保加压气体出口204追随递送导向器112使得加压气体出口204被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然,分散直接相邻的分段194的碎片。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图17-20、23、32和33,递送导向器112包括导向器线通道154,通过其连续的软线106被递送至印刷路径122。线通道154包括导向器出口206。系统100进一步包括切割机208,其配置为选择性地切割邻近导向器出口206的连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例103,其中实例103还包括根据上述的实例1-102的任一个的主题。
包含切割机208允许选择性地停止和开始通过递送导向器112递送连续的软线106。通过具有配置为切割邻近出口206的连续的软线106的切割机208,连续的软线106可以在至少部分地被固化能量118固化之前切割,并且同时连续的软线106还没有与连续的软线106的先前的沉积的层接触并且任选地抵靠其压实。换句话说,允许切割机208接近连续的软线106的整个圆周。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图17-19、23、32和33,切割机208包括至少一个刀刃210,其是相对于递送导向器112可移动的。本段的前述主题表征本公开内容的实例104,其中实例104还包括根据上述的实例103的主题。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图15,切割机208是可变隔膜212。本段的前述主题表征本公开内容的实例105,其中实例105还包括根据上述的实例103或104的任一个的主题。
可变隔膜212能够从连续的软线106的多侧切割连续的软线。因此,与可以以其它方式由切割机208的其他实例产生的变形相比,由切割机208引起的连续的软线106的横截面轮廓变形较少。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图19,切割机208被定位在递送导向器112内。本段的前述主题表征本公开内容的实例106,其中实例106还包括根据上述的实例103-105的任一个的主题。
将切割机208定位在递送导向器112内提供了系统100的紧凑部件,使得切割机208不阻碍递送导向器相对于表面114的移动和/或反之亦然。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图20,切割机208包括切割激光器213。本段的前述主题表征本公开内容的实例107,其中实例107还包括根据上述的实例103的主题。
使用切割激光器213切割连续的软线106促进在复合零件102的制造期间在期望的位置处精确切割连续的软线106。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图20,切割机208进一步包括至少一个检流计镜定位系统214,其配置为引导切割激光器213选择性地切割邻近出口206的连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例108,其中实例108还包括根据上述的实例107的主题。
换句话说,当连续的软线106离开递送导向器112时,一个或多个检流计镜定位系统214可以主动引导切割激光器213至连续的软线106。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图22,系统100进一步包括驱动部件216,其可操作地至少连接至递送导向器112或表面114中的一个并且配置为相对于另一个可操作地并且选择性地移动递送导向器112或表面114的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例109,其中实例109还包括根据上述的实例1-108的任一个的主题。
驱动部件216促进递送导向器112和表面114之间的相对移动使得当连续的软线106经由递送导向器112沉积时复合零件102由连续的软线106制造。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图22,驱动部件216包括X轴驱动器217、Y轴驱动器219和Z轴驱动器215,其中至少一个可操作地至少连接至递送部件266或表面114中的一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例110,其中实例110还包括根据上述的实例109的主题。
根据实例110的系统提供递送导向器112和表面114之间的三维相对移动。
参考图1,驱动部件216包括机械臂218。本段的前述主题表征本公开内容的实例111,其中实例111还包括根据上述的实例109或110的任一个的主题。
使用机械臂218相对于表面114可操作地并且选择性地移动递送导向器112和/或反之亦然允许多个自由度和复杂的三维复合零件102的制造。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图20,驱动部件216配置为可操作地和选择性地相对于另一个在三维中正交地移动递送导向器112或表面114的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例112,其中实例112还包括根据上述的实例109-111的任一个的主题。
根据实例112的系统可以在三维中制造复合零件102。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图22,驱动部件216配置为可操作地和选择性地相对于另一个在具有至少三个自由度的三维中移动递送导向器112或表面114的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例113,其中实例113还包括根据上述的实例109-111的任一个的主题。
根据实例113的系统可以制造复杂的三维复合零件102。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图20,驱动部件216配置为可操作地和选择性地相对于另一个在具有至少六个自由度的三维中移动递送导向器112或表面114的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例114,其中实例114还包括根据上述的实例109-111的任一个的主题。
根据实例114的系统可以制造复杂的三维复合零件102。
参考图1,驱动部件216配置为可操作地和选择性地相对于另一个在具有至少九个自由度的三维中移动递送导向器112或表面114的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例115,其中实例115还包括根据上述的实例109-111的任一个的主题。
根据实例115的系统可以制造复杂的三维复合零件102。
参考图1,驱动部件216配置为可操作地和选择性地相对于另一个在具有至少十二个自由度的三维中移动递送导向器112或表面114的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例116,其中实例116还包括根据上述的实例109-111的任一个的主题。
根据实例116的系统可以制造复杂的三维复合零件102。
参考图1,系统100进一步包括保护气出口220,其配置为在段120离开递送导向器112之后通过递送保护气221至连续的管线路106的段120至少部分地保护连续的软线106的段120免于氧化。本段的前述主题表征本公开内容的实例117,其中实例117还包括根据上述的实例1-116的任一个的主题。
包含保护气出口220并从其递送保护气221至段120限制了连续的软线106在至少部分地固化之前和/或在通过来源116固化期间的氧化。
参考图1,系统100进一步包括保护气源222,选择性地与保护气出口220连通地连接。本段的前述主题表征本公开内容的实例118,其中实例118还包括根据上述的实例117的主题。
保护气源222提供将经由保护气出口220被递送至段120的保护气221的来源。
参考图1,系统100进一步包括保护气出口220,其配置为在段120离开递送导向器112之后通过递送保护气221至连续的软线106的段120至少部分地保护连续的软线106的段120免于氧化。系统100进一步包括枢转臂152,其相对于递送导向器112连接使得当递送导向器112相对于表面114移动时枢转臂152追随递送导向器112。保护气出口220可操作地连接至枢转臂152。本段的前述主题表征本公开内容的实例119,其中实例119还包括根据上述的实例1的主题。
通过被连接至枢转臂152,保护气出口220被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然递送保护气221至段120。
参考图1,系统100进一步包括枢转臂致动器188,其可操作地连接至枢转臂152并且配置为当递送导向器112相对于表面114移动时主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例120,其中实例120还包括根据上述的实例119的主题。
通过主动控制枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保保护气出口220追随递送导向器112使得保护气出口220被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然递送保护气221至段120。
参考图1,枢转臂致动器188配置为随着递送导向器112相对于表面114的移动主动协调枢转臂152的转动位置。本段的前述主题表征本公开内容的实例121,其中实例121还包括根据上述的实例120的主题。
通过主动协调枢转臂152相对于递送导向器112的转动位置,枢转臂致动器188确保保护气出口220追随递送导向器112使得保护气出口220被选择性地定位以当递送导向器112相对于表面114移动时和/或反之亦然递送保护气221至段120。
参考图1,系统100进一步包括缺陷检测器224,其配置为在连续的软线106的段120离开递送导向器112之后检测连续的软线106的段120中的缺陷。本段的前述主题表征本公开内容的实例122,其中实例122还包括根据上述的实例1-121的任一个的主题。
检测段120中的缺陷允许在完成复合零件102之前选择性地废弃具有缺陷的复合零件102。因此,可以浪费更少的材料。而且,否则将隐藏于多种其它类型的缺陷检测器的视野外的缺陷可以在连续的软线106的后继层将缺陷遮掩或隐藏在视野外之前被缺陷检测器224检测。
参考图1,缺陷检测器224包括光学检测器226。本段的前述主题表征本公开内容的实例123,其中实例123还包括根据上述的实例122的主题。
光学检测器226可以很好地适合于检测连续的软线106的段120中的缺陷。
参考图1,缺陷检测器224包括照相机228。本段的前述主题表征本公开内容的实例124,其中实例124还包括根据上述的实例122的主题。
照相机228可以很好地适合于检测连续的软线106的段120中的缺陷。
参考图1,系统100进一步包括控制器230和下列中的一个或多个:连续的软线106的起源126、枢转臂致动器188、压实机138、表面粗化机144、碎片入口202、其选择性地与碎片入口202连通地连接的真空源203、加压气体出口204、选择性地与加压气体出口204连通地连接的加压气体源205、切割机208、驱动部件216、保护气出口220、选择性地与保护气出口220连通地连接的保护气源222、缺陷检测器224、树脂计量系统256、至少一个传感器254和泵264。控制器230被编程以选择性地操作下列中的一个或多个:递送导向器112、进给机构104、固化能量118的来源116、连续的软线106的起源126、枢转臂致动器188、压实机138、表面粗化机144、真空源203、加压气体源205、切割机208、驱动部件216、保护气源222、缺陷检测器224、树脂计量系统256、至少一个传感器254和泵264。本段的前述主题表征本公开内容的实例125,其中实例125还包括根据上述的实例1的主题。
控制器230控制系统100的各种组件部分的操作。例如,递送导向器112和/或表面114相对于彼此的精确移动可以被控制以制造期望的三维复合零件102。通过枢转臂致动器188精确地枢转枢转臂152可以被控制以通过压实机138精确地递送压实力,以精确地递送固化能量118,以通过表面粗化机144精确地磨损连续的软线106,等等。此外,各种组件部分的操作可以在复合零件102的制造期间通过控制器230被选择性地开始和停止以产生复合零件102的期望的性质和构型。
在图1中,控制器230和系统100的各种组件部分之间的连通由闪电形状(lightning bolt)示意性地表示。这种连通实质上可以是有线的和/或无线的。
控制器230可以包括任何适合的结构,其可以被改造、配置、设计、构造、和/或编程以自动地控制系统100的至少一部分或系统700的至少一部分的操作。作为说明性、非排他性的实例,控制器230可以包括和/或是电子控制器、专用控制器、特定用途控制器、个人计算机、显示装置、逻辑装置、和/或存储装置。此外,控制器230可以被编程以执行一种或多种算法来自动地控制系统100的操作。这可以包括以下算法:其可以基于本文公开的方法300和400和/或可以使控制器230引导系统100执行本文公开的方法300和400。
一般地参考图1并且具体地参考,例如,图22,系统100进一步包括框架232。框架232支撑进给机构104和表面114。本段的前述主题表征本公开内容的实例126,其中实例126还包括根据上述的实例1-125的任一个的主题。
框架232在结构上支撑进给机构104和表面114使得进给机构104可以可操作地和选择性地相对于表面114移动递送导向器112,和/或反之亦然。
参考例如图1-11、14和21-31并且具体地参考图34,公开了增材制造复合零件102的方法300。方法300包括(方框302)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120。连续的软线106包括非树脂组件108并且进一步包括未固化的感光聚合物树脂组件110。方法300进一步包括(方框304)在推动连续的软线106朝向印刷路径122时以及在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124以至少部分地固化至少连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例127。
因此,可以执行方法300以由至少包括感光聚合物树脂组件110的复合材料制造复合零件102,该感光聚合物树脂组件110初始地处于未固化状态并且当复合零件102正在被制造时或在原位其通过固化能量118至少部分地固化。作为以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118的结果,可以在制造复合零件102期间的任何给定时间处关于段120的部分124建立期望的水平或程度的固化。例如,如本文所讨论,在一些实例中,可以期望的是,在复合零件102的制造期间固化大于或小于另一个部分124的一个部分124。而且,可以执行方法300以使用连续的软线106制造复合零件102,该连续的软线106遍及复合零件102以期望的和/或预定的方向定向,比如以限定复合零件102的期望的性质。
可以通过系统100执行方法300。
参考例如图1-4并且具体地参考图34,方法300进一步包括(方框306)在推动连续的软线106通过递送部件266时施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108。感光聚合物树脂组件110包括施加至非树脂组件108的至少一些感光聚合物树脂252。本段的前述主题表征本公开内容的实例128,其中实例128还包括根据上述的实例127的主题。
通过在复合零件102的制造期间施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108,在复合零件102的制造期间产生连续的软线106。因此,在执行方法300期间可以选择不同的非树脂组件108和/或不同的感光聚合物树脂252以定制或以另外的方式产生在复合零件102内的不同位置处具有不同特性的期望的复合零件102。
参考例如图1-4并且具体地参考图34,(方框306)当推动连续的软线106通过递送部件266时施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108包括(方框308)将感光聚合物树脂252注入递送部件266。本段的前述主题表征本公开内容的实例129,其中实例129还包括根据上述的实例128的主题。
与例如拉动非树脂组件108通过树脂浴(resin bath)相反,将感光聚合物树脂252注入递送部件266,允许精确地控制感光聚合物树脂252至非树脂组件108的施加。
参考例如图1-4并且具体地参考图34,(方框306)当推动连续的软线106通过递送部件266时施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108包括(方框310)计量感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例130,其中实例130还包括根据上述的实例128或129的任一个的主题。
计量感光聚合物树脂252的流动允许选择性地增加和选择性地减少施加至非树脂组件108的感光聚合物树脂252的体积。因此,可以实现感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的期望的饱和水平。
参考例如图1-4并且具体地参考图34,(方框310)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框312)检测递送部件266内感光聚合物树脂252的水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例131,其中实例131还包括根据上述的实例130的主题。
检测递送部件266内感光聚合物树脂252的水平提供用于计量感光聚合物树脂252至非树脂组件108的流动的数据输入。
参考例如图1-4并且具体地参考图34,(方框310)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框314)响应于递送部件266内的感光聚合物树脂252的水平选择性地减少或选择性地增加感光聚合物树脂252至递送部件266的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例132,其中实例132还包括根据上述的实例131的主题。
选择性地减少感光聚合物树脂252的流动允许避免感光聚合物树脂252从递送部件266溢流。选择性地增加感光聚合物树脂252的流动允许避免感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的不期望的低的饱和水平。
例如,参考图1-4并且具体地参考图34,(方框310)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框316)检测感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的饱和水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例133,其中实例133还包括根据上述的实例130-132的任一个的主题。
与例如简单地在给定位置检测感光聚合物树脂252存在相反,检测感光聚合物树脂252在非树脂组件108中的饱和水平,可以促进精确地确保期望的饱和水平,比如确保非树脂组件108充分地渗透有感光聚合物树脂252。
例如,参考图1-4并且具体地参考图34,(方框310)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框318)响应于非树脂组件108中感光聚合物树脂252的饱和水平选择性地减少或选择性地增加感光聚合物树脂252至递送部件266的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例134,其中实例134还包括根据上述的实例133的主题。
响应于饱和水平选择性地减少和选择性地增加感光聚合物树脂252的流动促进精确地实现在非树脂组件108中感光聚合物树脂252的期望的饱和水平。
例如,参考图1-4并且具体地参考图34,(方框320)方法300进一步包括收集由施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108产生的过量的感光聚合物树脂252。本段的前述主题表征本公开内容的实例135,其中实例135还包括根据上述的实例128-134的任一个的主题。
收集过量的感光聚合物树脂252可以避免感光聚合物树脂252接触和污染执行方法300的系统的组件部分。此外,收集过量的感光聚合物树脂252可以促进收集的感光聚合物树脂252的后继使用并且从而避免其浪费。
参考例如图1、6和7,非树脂组件108包括以下的一种或多种:纤维、碳纤维、玻璃纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、天然纤维、木质纤维、硼纤维、碳化硅纤维、光学纤维、纤维丛、纤维丝束、纤维织物、丝、金属丝、导丝或丝丛。本段的前述主题表征本公开内容的实例136,其中实例136还包括根据上述的实例127-135的任一个的主题。
在连续的软线106中包含一种或多种纤维允许选择复合零件102的期望的性质。而且,选择具体的纤维材料和/或选择具体的纤维构型(例如,丛、丝束和/或织物)可以允许精确地选择复合零件102的期望的性质。复合零件102的实例性质包括强度、刚度、挠性、硬度、导电性、导热性等。非树脂组件108不限于指定的实例,并且可以使用其他类型的非树脂组件108。
参考例如图1,感光聚合物树脂组件110包括以下至少一种:紫外光感光聚合物树脂、可见光感光聚合物树脂、红外光感光聚合物树脂或X射线感光聚合物树脂。本段的前述主题表征本公开内容的实例137,其中实例137还包括根据上述的实例127-136的任一个的主题。
可以选择紫外光感光聚合物树脂、红外线感光聚合物树脂或X射线感光聚合物树脂以便避免被可见光非有意地固化和/或以允许精确地引导固化能量118至连续的软线106的段120的部分124。另一方面,可以选择可见光感光聚合物以便可见光形式的固化能量118可以用于固化部分124。
参考例如图1和8并且具体地参考图34,(方框302)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120包括(方框322)抵靠其自身分层敷设连续的软线106以增材制造复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例138,其中实例138还包括根据上述的实例127-137的任一个的主题。
通过抵靠其自身分层敷设连续的软线106,通过执行方法300可以制造三维复合零件102。
因此,方法300可以被描述为3-D打印方法和/或为增材制造方法。
参考例如图1并且具体地参考图34,(方框302)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120包括(方框324)以预定的模式沉积连续的软线106以选择性地控制复合零件102的一个或多个物理特性。本段的前述主题表征本公开内容的实例139,其中实例139还包括根据上述的实例127-138的任一个的主题。
通过控制复合零件102的一个或多个物理特性,当与通过传统的复合材料敷设方法制造的类似的零件相比时,可以使用更少的总材料和/或可以减小具体零件的尺寸。
例如,与由复合材料的平面层片的多个层构建的复合零件相比,可以制造复合零件102使得连续的软线106的取向,和因而非树脂组件108的取向,导致期望的性质。作为实例,如果零件包括洞,则通常可以以围绕洞的同心圆或螺旋布置连续的软线,这导致连续的软线在洞的边界处没有或几乎没有中断。结果,与传统的复合材料敷设方法构建的类似的零件相比,零件的强度在洞周围可以显著地更强。此外,零件在洞的边界处可以较少地遭受裂纹和其扩展。而且,由于洞周围的期望的性质,当与传统的复合材料敷设方法构建的类似的零件相比时,可以减少零件的总厚度、体积和/或质量同时实现期望的性质。
一般地参考图1并且具体地,例如,参考图34,(方框302)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120或(方框304)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124的至少一个在复合零件102的不同位置处提供不同的物理特性。本段的前述主题表征本公开内容的实例140,其中实例140还包括根据上述的实例127-139的任一个的主题。
可以选择连续的软线106的控制的沉积和/或固化能量118的控制的递送以在复合零件102的不同位置处产生期望的物理特性。例如,可能期望的是,在复合零件102的制造期间固化大于或小于连续的软线106的另一个部分的连续的软线106的一个部分。在一些应用中,较少固化的部分可以是期望的,使得其随后可以被后续过程加工,比如移除材料和/或添加结构或其它组件至复合零件102。
参考例如图1,复合零件102的物理特性包括强度、刚度、挠性或硬度的至少一个。本段的前述主题表征本公开内容的实例141,其中实例141还包括根据上述的实例139或140中任一个的主题。
这些物理特性的每个可以被选择用于特定的目的。例如,在复合零件——与复合零件的其余部分相比,在使用中其在子零件上接收显著的扭矩——中,与复合零件的其它部分相比具有较低硬度和/或较高挠性的这样的子零件可以是期望的。此外,出于多种原因,取决于复合零件102的具体应用,与复合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的强度可以是期望的。
参考例如图1和8并且具体地参考图34,(方框304)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框326)当连续的软线106的段120的第一层140正在被沉积时部分地固化第一层140,和当第二层142抵靠第一层140正在被沉积时进一步固化第一层140。本段的前述主题表征本公开内容的实施142,其中实例142还包括根据上述的实例127-141的任一个的主题。
通过当第一层140正在被沉积时仅部分地固化第一层140,第一层140可以保持发粘或粘性,从而当第二层142抵靠第一层140沉积时促进第二层142粘附第一层140。然后,当第二层142被部分地固化时第一层140被进一步固化,以便抵靠第二层142沉积后继层,诸如此类。
参考例如图1和8并且具体地参考图34,(方框304)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框328)当连续的软线106的段120的第一层140正在被沉积时部分地固化第一层140,和当第二层142正抵靠第一层140被沉积时完全固化第一层140。本段的前述主题表征本公开内容的实例143,其中实例143还包括根据上述的实例127-142的任一个的主题。
再次,当第一层140正在被沉积时通过仅部分地固化第一层140,第一层140可以保持发粘或粘性,从而当第二层142抵靠第一层140沉积时促进第二层142粘附第一层140。然而,根据此实例143,当第二层142正被部分地固化时第一层140被完全固化。
参考例如图1并且具体地图34,(方框304)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框330)固化小于全部的复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例144,其中实例144还包括根据上述的实例127-143的任一个的主题。
在一些应用中,较少固化的部分可以是期望的,使得其随后可以被后续过程加工,比如移除材料和/或添加结构或其它组件至复合零件102。
参考例如图1并且具体地参考图34,方法300进一步包括(方框332)限制性地固化至少一部分复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例145,其中实例145还包括根据上述的实例127-144的任一个的主题。
再次,在一些应用中,较少固化的部分可以是期望的,使得其随后可以被后续过程加工,比如移除材料和/或添加结构或其它组件至复合零件102,并且较少固化的部分可以由限制固化过程产生。
参考例如图1并且具体地参考图34,(方框333)复合零件102的部分被限制性地固化以促进该部分的随后加工。本段的前述主题表征本公开内容的实例146,其中实例146还包括根据上述的实例145的主题。
可以期望复合零件102上的随后加工,比如移除材料和/或添加结构或其他组件至复合零件102。
参考例如图1并且具地参考图34,(方框304)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框334)选择性地改变固化能量118的递送速率或递送持续时间的至少一个以给予复合材料零102不同的物理特性。本段的前述主题表征本公开内容的实例147,其中实例147还包括根据上述的实例127-146的任一个的主题。
通过给予复合零件102不同的物理特性,可以用具有与其他子零件不同的期望的性质的子零件制造定制的复合零件102。
参考例如图1,复合零件102的不同的物理特性包括以下至少一个:强度、刚度、挠性或硬度。本段的前述主题表征本公开内容的实例148,其中实例148还包括根据上述的实例147的主题。
如提到的,这些物理特性的每个可以被选择用于特定的目的。例如,在复合零件102——与复合零件102的其余部分相比,在使用中其在子零件上接收显著的扭矩——中,与复合零件102的其它部分相比具有较低硬度和/或较高挠性的这样的子零件可以是期望的。此外,出于多种原因,取决于复合零件102的具体应用,与复合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的强度可以是期望的。
参考例如图1、12-16和23-25并且具体地参考图34,方法300进一步包括(方框336)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106段120同时,在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后压实至少连续的软线106的段120的分段180。本段的前述主题表征本公开内容的实例149,其中实例149还包括根据上述的实例127-148的任一个的主题。
在执行方法300期间压实连续的软线106的分段180促进在执行方法300期间正在被沉积的连续的软线106的相邻层之间的粘附。
参考例如图1和13并且具体地参考图34,(方框336)在连续的软线106的段120被沿着印刷路径122沉积之后压实至少连续的软线106的段120的分段180包括(方框338)给予期望的横截面形状至连续的软线106的段120。本段的前述主题表征本公开内容的实例150,其中实例150还包括根据上述的实例149的主题。
在一些应用中,当连续的软线106被沉积时,给予预定的横截面形状至连续的软线106可以是期望的。
参考例如图1、12和23并且具体地参考图34,方法300进一步包括,(方框340)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120同时,在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后粗化至少连续的软线106的段120的分段194。本段的前述主题表征本公开内容的实例151,其中实例151也包括根据实例127-150的任一个的主题。
粗化连续的软线106的分段194增加了其表面积并且有助于在执行方法300期间抵靠其沉积的连续的软线106的后继层的粘附。
参考例如图1和23并且具体地参考图34,方法300进一步包括,(方框342)与粗化至少连续的软线106的段120的分段194同时,收集从粗化至少连续的软线106的段120的分段194所产生的碎片。本段的前述主题表征本公开内容的实例152,其中实例152还包括根据上述的实例151的主题。
收集从粗化分段194所产生的碎片避免了感光聚合物树脂组件110的不需要的、松散颗粒发生陷入在连续的软线106的相邻的沉积的层之间,这否则可导致复合零件102的不需要的性质。
参考例如图1和23并且具体地参考图34,方法300进一步包括,(方框344)与粗化至少连续的软线106的段120的分段194同时,分散粗化从至少连续的软线106的段120的分段194所产生的碎片。本段的前述主题表征本公开内容的实例153,其中实例153还包括根据上述的实例151的主题。
分散从粗化分段194所产生的碎片避免了感光聚合物树脂组件110的不需要的、松散颗粒发生陷入在连续的软线106的相邻的沉积的层,这否则可导致复合零件102的不需要的性质。
参考例如图1、17-20、23、32和33并且具体地参考图34,方法300进一步包括(方框346)选择性地切割连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例154,其中实例154还包括根据上述的实例127-153的任一个的主题。
在执行方法300期间选择性地切割连续的软线106允许在复合零件102上在不同位置处停止和开始连续的软线106。
参考例如图1、17-20、23、32和33并且具体地参考图34,(方框347)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120同时连续的软线106被选择性地切割。本段的前述主题表征本公开内容的实例155,其中实例155还包括根据上述的实例154的主题。
同时切割并递送连续的软线106提供沿着印刷路径122连续的软线106的控制的沉积。
参考例如图1并且具体地参考图34,方法300进一步包括,(方框348)与以控制的速率沉积预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124同时,在段120离开递送导向器112之后至少部分地保护至少连续的软线106的段120的部分124免于氧化。本段的前述主题表征本公开内容的实例156,其中实例156还包括根据上述的实例127-155的主题。
保护部分124免于氧化可以促进部分124的后继的和/或同时固化。
参考例如图1并且具体地参考图34,(方框349)至少连续的软线106的段120的部分124用保护气221被至少部分地保护免于氧化。本段的前述主题表征本公开内容的实例157特性,其中实例157还包括根据上述的实例156的主题。
再次,保护部分124免于氧化可以促进部分124的后继的和/或同时固化。
参考例如图1并且具体地参考图34,方法300进一步包括,(方框350)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120同时,检测复合零件102中的缺陷。本段的前述主题表征本公开内容的实例158,其中实例158还包括根据上述的实例127-157任一个的主题。
检测段120中的缺陷允许在完成复合零件102之前选择性地废弃具有缺陷的复合零件102。因此,可以浪费更少的材料。而且,否则将隐藏于多种类型的缺陷检测器的视野外的缺陷可以在连续的软线106的后继层将缺陷遮掩或隐藏在视野外之前被缺陷检测器检测。
参考例如图1并且具体地参考图34,(方框302)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120包括(方框352)在牺牲层上沉积连续的软线106的段120的至少一部分。本段的前述主题表征本公开内容的实例159,其中实例159还包括根据上述的实例127-158的任一个的主题。
使用牺牲层可以允许在半空中沉积连续的软线106的初始层,而不需要用于初始层的最初沉积的外部模具、表面114或其它刚性结构。即,牺牲层可以成为不牺牲的随后沉积的层的外部模具。
参考例如图1并且具体地参考图34,方法300进一步包括(方框354)移除牺牲层以形成复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例160,其中实例160还包括根据上述的实例159的主题。
移除牺牲层导致期望状态的复合零件102,其可以是完成状态或者可以是由在完成方法300之后的过程随后操作的状态。
参考例如图1并且具体地参考图34,方法300进一步包括(方框356)沿着印刷路径122沉积连续的软线106A的段120A。本段的前述主题表征本公开内容的实例161,其中实例161还包括根据上述的实例127-160的任一个的主题。
换句话说,在执行方法300期间可以使用连续的软线106的不同的构型。
例如,不同连续的软线106的不同性质可以被选择用于复合零件102的不同的子零件。作为实例,连续的软线106可以包括非树脂组件108,该非树脂组件108包括用于复合零件102的显著部分的碳纤维,但是连续的软线106可以包括非树脂组件108,该非树脂组件108包括用于另一部分的铜丝,以限定用于连接至电气组件的完整的电气路径。另外地或可选地,与选择用于复合零件102的内部部分的非树脂组件108不同的非树脂组件108可以被选择用于复合零件102的外表面。多种其他实例也在实例161的范围内。
参考例如图1,连续的软线106A不同于在非树脂组件108或感光聚合物树脂组件110的至少一个中的连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例162,其中实例162还包括根据上述的实例161的主题。
在执行方法300期间不同的非树脂组件108和/或感光聚合物树脂组件110允许利用贯穿复合零件102的不同的和期望的性质制造定制的复合零件102。
参考例如图1、3-4和23-31并且具体地参考图34,(方框302)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120包括(方框358)推动连续的软线106通过递送导向器112。本段的前述主题表征本公开内容的实例163,其中实例163还包括根据上述的实例127-162的任一个的主题。
通过推动连续的软线106通过递送导向器112,递送导向器112可以被定位在推动连续的软线106的动力源——比如本文中进给机构104——的下游。结果,这种动力源不干扰沉积连续的软线106,并且在执行方法300期间可以更容易地以复杂的三维模式操作递送导向器112。
参考例如图1-11、14和21-31并且具体地参考图35,公开了增材制造复合零件102的方法400。方法400包括(方框402)当推动连续的软线106通过递送部件266时施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108。连续的软线106包括非树脂组件108和感光聚合物树脂组件110,该感光聚合物树脂组件110包括施加至非树脂组件108的至少一些感光聚合物树脂252。方法400也包括(方框404)经由递送部件266沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120。方法400进一步包括(方框406)递送固化能量118至至少沿着印刷路径122沉积的连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例164。
因此可以执行方法400以由至少包括初始未固化状态的和当制造复合零件102时被固化能量118或原位地至少部分地固化的感光聚合物树脂组件110制造复合零件102。通过在制造复合零件102期间施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108,在制造复合零件102期间产生连续的软线106。因此,在执行方法400期间可以选择不同的非树脂组件108和/或不同的感光聚合物树脂252以定制或以另外的方式在复合零件102内在不同位置处产生具有不同性质的期望的复合零件102。而且,可以执行方法400以使用连续的软线106制造复合零件102,该连续的软线106遍及复合零件102以期望的和/或预定的方向定向,比如以限定复合零件102的期望的性质。
通过系统100可以执行方法400。
参考例如图1-4并且具体地参考图35,(方框402)当推动连续的软线106通过递送部件266时施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108包括(方框408)将感光聚合物树脂252注入递送部件266。本段的前述主题表征本公开内容的实例165,其中实例165还包括根据上述的实例164的主题。
与例如,拉动非树脂组件108通过树脂浴相反,将感光聚合物树脂252注入递送部件266允许精确地控制施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108。
参考例如图1-4并且具体地参考图35,(方框402)当推动连续的软线106通过递送部件266时施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108包括(方框410)计量感光聚合物树脂252的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例166,其中实例166还包括根据上述的实例164或165的任一个的主题。
计量感光聚合物树脂252的流动允许选择性地增加和选择性地减少施加至非树脂组件108的感光聚合物树脂252的体积。因此,可以实现非树脂组件108中感光聚合物树脂252的期望的饱和水平。
参考例如图1-4并且具体地参考图35,(方框410)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框412)检测递送部件266内感光聚合物树脂252的水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例167,其中实例167还包括根据上述的实例166的主题。
检测递送部件266内感光聚合物树脂252的水平提供计量感光聚合物树脂252至非树脂组件108的流动的数据输入。
参考例如图1-4并且具体地参考图35,(方框410)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框414)响应于递送部件266内感光聚合物树脂252的水平选择性地减少或选择性地增加感光聚合物树脂252至递送部件266的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例168,其中实例168还包括根据上述的实例167的主题。
选择性地减少感光聚合物树脂252的流动允许避免感光聚合物树脂252从递送部件溢流。选择性地增加感光聚合物树脂252的流动允许避免非树脂组件108中感光聚合物树脂252的不期望的低饱和水平。
参考例如图1-4并且具体地参考图35,(方框410)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框416)检测非树脂组件108中感光聚合物树脂252的饱和水平。本段的前述主题表征本公开内容的实例169,其中实例169还包括根据上述的实例166-168的任一个的主题。
与例如,简单地在给定位置检测感光聚合物树脂252的存在相反,检测非树脂组件108中感光聚合物树脂252的饱和水平可以促进精确地确保期望的饱和水平,比如确保非树脂组件108充分地渗透有感光聚合物树脂252。
参考例如图1-4并且具体地参考图35,(方框410)计量感光聚合物树脂252的流动包括(方框418)响应于非树脂组件108中感光聚合物树脂252的饱和水平选择性地减少或选择性地增加感光聚合物树脂252至递送部件266的流动。本段的前述主题表征本公开内容的实例170,其中实例170还包括根据上述的实例169的主题。
响应于饱和水平选择性地减少和选择性地增加感光聚合物树脂252的流动促进精确地实现非树脂组件108中感光聚合物树脂252的期望的饱和水平。
参考例如图1-2并且具体地参考图35,方法400进一步包括(方框420)收集从施加感光聚合物树脂252至非树脂组件108所产生的过量的感光聚合物树脂252。本段的前述主题表征本公开内容的实例171,其中实例171还包括根据上述的实例164-170的任一个的主题。
收集过量的感光聚合物树脂252可以避免感光聚合物树脂252接触和污染执行方法400的系统的组件部分。此外,收集过量的感光聚合物树脂252可以促进随后使用收集的感光聚合物树脂252并且从而避免其浪费。
参考例如图1、6-11、14和21-28并且具体地参考图35,(方框407)当朝向印刷路径122推动连续的软线106通过递送部件266时并且在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后固化能量118被递送至少至连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例172,其中实例172还包括根据上述的实例164-171的任一个的主题。
同时固化和推动导致复合零件102的原位固化,并且后继的固化,比如在高压釜中,可能是不必要的。
参考例如图1、6-11、14和21-28并且具体地参考图35,(方框406)递送固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框422)当朝向印刷路径122推动连续的软线106时并且在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124以至少部分地固化至少连续的软线106的段120的部分124。本段的前述主题表征本公开内容的实例173,其中实例173还包括根据上述的实例164-172的任一个的主题。
作为以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118的结果,期望水平或程度的固化可以在复合零件102的制造期间在任何给定的时间处关于段120的部分124建立。例如,如本文所讨论,在一些实例中,可能期望的是在复合零件102的制造期间固化比另一个部分124更大或更小的一个部分124。
参考例如图1和8并且具体地参考图35,(方框422)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框424)当沉积连续的软线106的段120的第一层140时部分地固化第一层140,并且当抵靠第一层140沉积第二层142时进一步固化第一层140。本段的前述主题表征本公开内容的实例174,其中实例174还包括根据上述的实例173的主题。
通过当沉积第一层140时仅部分地固化第一层140,第一层140可以保持发粘或粘性,从而当抵靠第一层140沉积第二层142时促进第二层142粘附第一层140。然后,当第二层142被部分地固化时第一层140被进一步固化以便抵靠第二层142沉积后继层,诸如此类。
参考例如图1和8并且具体地参考图35,(方框422)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框426)当沉积连续的软线106的段120的第一层140时部分地固化第一层140,并且当抵靠第一层140沉积第二层142时完全固化第一层140。本段的前述主题表征本公开内容的实例175,其中实例175还包括根据上述的实例173或174的任一个的主题。
再次,通过当沉积第一层140时仅部分地固化第一层140,第一层140可以保持发粘或粘性,从而当抵靠第一层140沉积第二层142时促进第二层142粘附第一层140。然而,根据此实例175,当第二层142被部分地固化时第一层140被完全固化。
参考例如图1并且具体地参考图35,(方框422)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框428)固化小于全部的复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例176,其中实例176也包括主题根据以上实例173-175的任一个的主题。
在一些应用中,较少固化的部分可以是期望的,使得其随后可以被后续过程加工,比如移除材料和/或添加结构或其它组件至复合零件102。
参考例如图1并且具体地参考图35,(方框422)以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124包括(方框430)选择性地改变固化能量118的递送速率或递送持续时间的至少一个以给予不同的物理特性至复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例177,其中实例177还包括根据上述的实例173-176的任一个的主题。
通过给予复合零件102不同的物理特性,可以用具有与其他子零件不同的期望的性质的子零件制造定制的复合零件102。
参考例如图1,复合零件102的不同的物理特性包括以下至少一个:强度、刚度、挠性或硬度。本段的前述主题表征本公开内容的实例178,其中实例178还包括根据上述的实例177的主题。
如提到的,这些物理特性的每个可以被选择用于特定的目的。例如,在复合零件102——与复合零件102的其余部分相比,在使用中其在子零件上接收显著的扭矩——中,与复合零件102的其它部分相比具有较低硬度和/或较高挠性的这样的子零件可以是期望的。此外,出于多种原因,取决于复合零件102的具体应用,与复合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的强度可以是期望的。
参考例如图1、6和7,非树脂组件108包括以下的一种或多种:纤维、碳纤维、玻璃纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、天然纤维、木质纤维、硼纤维、碳化硅纤维、光学纤维、纤维丛、纤维丝束、纤维织物、丝、金属丝、导丝或丝丛。本段的前述主题表征本公开内容的实例179,其中实例179还包括根据上述的实例164-178的任一个的主题。
连续的软线106中包含一种或多种纤维允许选择期望性质的复合零件102。而且,选择具体纤维材料和/或选择具体纤维构型(例如,丛、丝束、和/或织物)可以允许精确选择复合零件102的期望的性质。复合零件102的实例性质包括强度、刚度、挠性、硬度、导电性、导热性等。非树脂组件108不限于指定的实例,并且可以使用其他类型的非树脂组件108。
参考例如图1,感光聚合物树脂252包括紫外光感光聚合物树脂、可见光感光聚合物树脂、红外光感光聚合物树脂或X射线感光聚合物树脂的至少一种。本段的前述主题表征本公开内容的实例180,其中实例180还包括根据上述的实例164-179的任一个的主题。
可以选择紫外光感光聚合物、红外光感光聚合物树脂或X射线感光聚合物树脂以便避免通过可见光非有意地固化和/或以允许精确地引导固化能量118至连续的软线106的段120的部分124。另一方面,可以选择可见光感光聚合物以便可以使用可见光形式的固化能量118以固化部分124。
参考例如图1和8并且具体地参考图35,(方框404)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120包括(方框432)抵靠其自身分层敷设连续的软线106以增材制造复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例181,其中实例181还包括根据上述的实例164-180的任一个的主题。
通过抵靠其自身分层敷设连续的软线106,通过执行方法400可以制造三维复合零件102。
参考例如图1并且具体地参考图35,(方框404)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120包括(方框434)以预定的模式沉积连续的软线106以选择性地控制复合零件102的一个或多个物理特性。本段的前述主题表征本公开内容的实例182,其中实例182还包括根据上述的实例164-181的任一个的主题。
通过控制复合零件102的一个或多个物理特性,与传统的复合材料敷设方法制造的类似的零件相比,可以使用更少的总材料和/或可以减少具体的零件的尺寸。
例如,与由复合材料的平面层片的多个层构建的复合零件相比,可以制造复合零件102使得连续的软线106的取向,和因而非树脂组件108的取向,导致期望的性质。作为实例,如果零件包括洞,则通常可以以围绕洞的同心圆或螺旋布置连续的软线,这导致连续的软线在洞的边界处没有或几乎没有中断。结果,与传统的复合材料敷设方法构建的类似的零件相比,零件的强度在洞周围可以显著地更强。此外,零件在洞的边界处可以较少地遭受裂纹和其扩展。而且,由于洞周围的期望的性质,当与传统的复合材料敷设方法构建的类似的零件相比时,可以减少零件的总厚度、体积和/或质量同时实现期望的性质。
参考例如图1并且具体地参考图35,(方框404)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120或(方框406)递送固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124的至少一个在复合零件102的不同位置处提供不同物理特性。本段的前述主题表征本公开内容的实例183,其中实例183还包括根据上述的实例164-182的任一个的主题。
再次,对于多种原因和应用。可能期望的是,制造在不同位置处具有不同性质的复合零件102。
参考例如图1,复合零件102的物理特性包括以下至少一个:强度、刚度、挠性或硬度。本段的前述主题表征本公开内容的实例184。其中实例184还包括根据上述的实例182或183的任一个的主题。
这些物理特性的每个可以被选择用于特定的目的。例如,在复合零件——与复合零件的其余部分相比,在使用中其在子零件上接收显著的扭矩——中,与复合零件的其它部分相比具有较低硬度和/或较高挠性的这样的子零件可以是期望的。此外,出于多种原因,取决于复合零件102的具体应用,与复合零件102的其它部分相比使子零件具有更大的强度可以是期望的。
参考例如图1并且具体地参考图35,方法400进一步包括(方框436)限制性地固化复合零件102的至少一部分。本段的前述主题表征本公开内容的实例185,其中实例185还包括根据上述的实例164-184的任一个的主题。
再次,在一些应用中,较少固化的部分可以是期望的,使得其随后可以被后续过程加工,比如移除材料和/或添加结构或其它组件至复合零件102,并且较少固化的部分可以由限制固化过程产生。
参考例如图1并且具体地参考图35,(方框437)复合零件102的部分被限制性地固化以促进该部分的随后加工。本段的前述主题表征本公开内容的实例186,其中实例186还包括根据上述的实例185的主题。
可以期望复合零件102的随后加工,比如移除材料和/或添加结构或其他组件至复合零件102。
参考例如图1、12-16和23-25并且具体地参考图35,方法400进一步包括,(方框438)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120同时,在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后压实至少连续的软线106的段120的分段180。本段的前述主题表征本公开内容的实例187,其中实例187还包括根据上述的实例164-186任一个的主题。
在执行方法400期间压实连续的软线106的分段180促进在执行方法400期间沉积的连续的软线106的相邻层之间的粘附。
参考例如图1和13并且具体地参考图35,(方框438)在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后压实至少连续的软线106的段120的分段180包括(方框440)给予期望的横截面形状至连续的软线106的段120。本段的前述主题表征本公开内容的实例188,其中实例188还包括根据上述的实例187的主题。
可能期望的是,在一些应用中,当连续的软线106被沉积时给予预定的横截面形状至连续的软线106。
参考例如图1、12和23并且具体地参考图35,方法400进一步包括,(方框442)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120同时,在沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120之后粗化至少连续的软线106的段120的分段194。本段的前述主题表征本公开内容的实例189,其中实例189还包括根据上述的实例164-188任一个的主题。
粗化连续的软线106的分段194增加了其表面积并且有助于在执行方法400期间抵靠其沉积的连续的软线106的后继层的粘附。
参考例如图1和23并且具体地参考图35,方法400进一步包括,(方框444)与粗化至少连续的软线106的段120的分段194同时,收集由粗化至少连续的软线106段120的分段194产生的碎片。本段的前述主题表征本公开内容的实例190,其中实例190还包括根据上述的实例189的主题。
收集由粗化分段194产生的碎片避免感光聚合物树脂组件110的不需要的、松散颗粒发生陷入连续的软线106的相邻的沉积的层之间,这否则可导致复合零件102的不需要的性质。
参考例如图1和23并且具体地参考图35,方法400进一步包括,(方框446)与粗化至少连续的软线106的段120的分段194同时,分散从粗化至少连续的软线106的段120的分段194产生的碎片。本段的前述主题表征本公开内容的实例191,其中实例191还包括根据上述的实例189的主题。
分散从粗化分段194产生的碎片避免感光聚合物树脂组件110的不需要的、松散颗粒发生陷入连续的软线106的相邻的沉积的层之间,这否则可导致复合零件102的不需要的性质。
参考例如图1、17-20、23、32和33并且具体地参考图35,方法400进一步包括(方框448)选择性地切割连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例192,其中实例192还包括根据上述的实例164-191的任一个的主题。
在执行方法300期间选择性地切割连续的软线106允许在复合零件102上不同位置停止和开始连续的软线106。
参考例如图1、17-20、23、32和33并且具体地参考图35,(方框449)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120同时选择性地切割连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例193,其中实例193还包括根据上述的实例192的主题。
同时切割和沉积连续的软线106提供沿着印刷路径122连续的软线106的控制的沉积。
参考例如图1并且具体地参考图35,方法400进一步包括,(方框450)与递送固化能量118至少至连续的软线106的段120的部分124同时,在段120离开递送部件266之后至少部分地保护至少连续的软线106的段120的部分124免于氧化。本段的前述主题表征本公开内容的实例194,其中实例194还包括根据上述的实例164-193的任一个的主题。
保护部分124免于氧化可以促进部分124的后继的和/或同时固化。
参考例如图1并且具体地参考图35,(方框451)至少连续的软线106的段120的部分124被用保护气221至少部分地保护免于氧化。本段的前述主题表征本公开内容的实例195,其中实例195还包括根据上述的实例194的主题。
再次,保护部分124免于氧化可以促进部分124的后继的和/或同时固化。
参考例如图1并且具体地参考图35,方法400进一步包括,(方框452)与沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120同时,检测复合零件102中的缺陷。本段的前述主题表征本公开内容的实例196,其中实例196还包括根据上述的实例164-195的任一个的主题。
检测段120中的缺陷允许在完成复合零件102之前选择性地废弃具有缺陷的复合零件102。因此,可以浪费更少的材料。而且,否则将隐藏于多种类型的缺陷检测器的视野外的缺陷可以在连续的软线106的后继层将缺陷遮掩或隐藏在视野外之前被缺陷检测器检测。
参考例如图1并且具体地参考图35,(方框404)沿着印刷路径122沉积连续的软线106的段120包括(方框454)在牺牲层上沉积连续的软线106的段120的至少一部分。本段的前述主题表征本公开内容的实例197,其中实例197还包括根据上述的实例164-196的任一个的主题。
使用牺牲层可以允许在半空中沉积连续的软线106的初始层,而不需要用于初始层的最初沉积的外部模具、表面114或其它刚性结构。即,牺牲层可以成为不牺牲的随后沉积的层的外部模具。
参考例如图1并且具体地参考图35,方法400进一步包括(方框456)移除牺牲层以形成复合零件102。本段的前述主题表征本公开内容的实例198,其中实例198还包括根据上述的实例197的主题。
移除牺牲层导致在期望状态的复合零件102,其可以是完成状态或者可以是在完成方法400之后通过过程随后操作的状态。
参考例如图1并且具体地参考图35,方法400进一步包括(方框458)沿着印刷路径122沉积连续的软线106A的段120A。本段的前述主题表征本公开内容的实例199,其中实例199还包括根据上述的实例164-198的任一个的主题。
换句话说,在执行方法400期间可以使用连续的软线106的不同构型。
例如,不同的连续的软线106的不同性质可以被选择用于复合零件102的不同的子零件。作为实例,连续的软线106可以包括非树脂组件108,该非树脂组件108包括用于复合零件102的显著部分的碳纤维,但是连续的软线106可以包括非树脂组件108,该非树脂组件108包括用于另一部分的铜丝,以限定用于连接至电气组件的完整的电气路径。另外地或可选地,与选择用于复合零件102的内部部分的非树脂组件108不同的非树脂组件108可以被选择用于复合零件102的外表面。多种其他实例也在实例161的范围内。
参考例如图1,连续的软线106A不同于在非树脂组件108或感光聚合物树脂组件110的至少一个中的连续的软线106。本段的前述主题表征本公开内容的实例200,其中实例200还包括根据上述的实例199的主题。
在执行方法400期间不同的非树脂组件108和/或感光聚合物树脂组件110允许利用贯穿复合零件102的不同的和期望的性质制造定制的复合零件102。
可以在图36中所示的航空器制造和服务方法1100以及图37中所示的航空器1102的背景下描述本公开内容的实例。在预生产期间,说明性方法1100可以包括航空器1102的规格和设计(方框1104)以及材料采购(方框1106)。在生产期间,可以进行航空器1102的组件和子零件制造(方框1108)以及系统集成(方框1110)。其后,航空器1102可以在投入运行(方框1114)前经历鉴定和交付(方框1112)。当在运行中时,可以安排航空器1102进行日常维护和保养(方框1116)。日常维护和保养可以包括对航空器1102的一个或多个系统进行改进、重新配置、整修等。
说明性方法1100的过程中的每一个步骤可以由系统集成商、第三方、和/或操作者——例如客户——执行或实施。出于该描述的目的,系统集成商可以包括但不限于任何数目的航空器制造者和主系统分包商;第三方可以包括但不限于任何数目的销售商、分包商、和供应商;并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。
如图37中所示出,由说明性方法1100生产的航空器1102可以包括机身1118以及多个高级系统1120和内部1122。高级系统1120的实例包括一个或多个推进系统1124、电气系统1126、液压系统1128和环境系统1130。可以包含任何数目的其它系统。虽然显示了航天实例,但是本文公开的原理可以应用至其它工业,比如汽车工业。因此,除航空器1102之外,本文公开的原理可以应用至其它交通工具,例如陆上交通工具、海上交通工具、太空交通工具等。
可以在制造和保养方法1100的任何一个或多个阶段期间采用本文显示或描述的设备(一个或多个)和方法(一个或多个)。例如,对应于组件和子部件制造(方框1108)的组件和子部件可以以与当航空器1102在运行(方框1114)同时生产的组件或子部件类似的方式装配或制造。同样,可以在生产阶段1108和1110期间利用设备(一个或多个)、方法(一个或多个)、或其组合的一个或多个实例,例如,通过大幅地加快航空器1102的组装或减少航空器1102的成本。类似地,可以利用设备或方法实现的一个或多个实例或其组合,例如但不限于,航空器1102在运行中(方框1114)和/或在维护和保养(方框1116)期间的同时。
本文公开的设备(一个或多个)和方法(一个或多个)的不同的实例包括多种组件、特征和功能。应当理解,本文公开的设备(一个或多个)和方法(一个或多个)的多个实例可以包括以任意组合在本文公开的设备(一个或多个)和方法(一个或多个)的任何其它实例的任何组件、特征和功能,并且所有这些可能性都意欲在本公开内容的范围内。
具有在上述描述和相关附图中呈现的教导益处的本公开内容所属领域的技术人员将想到在本文陈述的实例的许多修改。
因此,应当理解,本公开内容不限于阐明的具体的实例,并且修改和其它实例意欲包括在所附权利要求的范围内。而且,虽然上述描述和相关附图在元件和/或功能的某些说明性组合的背景下描述了本公开内容的实例,但是应当领会,元件和/或功能的不同的组合可以由可选的实施提供,而不背离所附权利要求的范围。因此,所附权利要求中括号内的附图标记仅出于说明性的目的呈现,并且不意欲将要求保护的主题限制为本公开内容中提供的具体实例。

Claims (74)

1.增材制造复合零件的方法,所述方法包括:
沿着印刷路径通过递送部件沉积连续的软线的段,其中所述连续的软线包括非树脂组件并且进一步包括未固化的感光聚合物树脂组件;和
在推动所述连续的软线朝向所述印刷路径时以及在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的段之后以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量的环至少至所述连续的软线的段的部分以至少部分地固化连续的软线的段的部分,其中所述预定的或主动确定的量的固化能量的环通过至少一个检流计镜定位系统递送。
2.根据权利要求1所述的方法,所述方法进一步包括在推动所述连续的软线通过所述递送部件时施加感光聚合物树脂至所述非树脂组件,其中所述感光聚合物树脂组件包括施加至所述非树脂组件的至少一些所述感光聚合物树脂。
3.根据权利要求2所述的方法,其中当推动所述连续的软线通过所述递送部件时施加所述感光聚合物树脂至所述非树脂组件包括将所述感光聚合物树脂注入所述递送部件。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中当推动所述连续的软线通过所述递送部件时施加所述感光聚合物树脂至所述非树脂组件包括计量所述感光聚合物树脂的流动。
5.根据权利要求4所述的方法,其中计量所述感光聚合物树脂的流动包括检测所述递送部件内所述感光聚合物树脂的水平。
6.根据权利要求5所述的方法,其中计量所述感光聚合物树脂的流动包括响应于所述递送部件内的所述感光聚合物树脂的水平选择性地减少或选择性地增加所述感光聚合物树脂至所述递送部件的流动。
7.根据权利要求4所述的方法,其中计量所述感光聚合物树脂的流动包括检测所述感光聚合物树脂在非树脂组件中的饱和水平。
8.根据权利要求7所述的方法,其中计量所述感光聚合物树脂的流动包括响应于所述非树脂组件中所述感光聚合物树脂的饱和水平选择性地减少或选择性地增加所述感光聚合物树脂至所述递送部件的流动。
9.根据权利要求2所述的方法,所述方法进一步包括收集由施加所述感光聚合物树脂至所述非树脂组件产生的过量的所述感光聚合物树脂。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述非树脂组件包括以下的一种或多种:纤维、碳纤维、玻璃纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、天然纤维、木质纤维、硼纤维、碳化硅纤维、光学纤维、纤维丛、纤维丝束、纤维织物、丝、金属丝、导丝或丝丛。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述感光聚合物树脂组件包括以下至少一种:紫外光感光聚合物树脂、可见光感光聚合物树脂、或红外光感光聚合物树脂。
12.根据权利要求1所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段包括抵靠其自身分层敷设所述连续的软线以增材制造复合零件。
13.根据权利要求1所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段包括以预定的模式沉积所述连续的软线以选择性地控制所述复合零件的一个或多个物理特性。
14.根据权利要求1所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段或以控制的速率递送预定的或主动确定的量的固化能量至少至所述连续的软线的所述段的部分的至少一个在所述复合零件的不同位置处提供不同的物理特性。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其中所述物理特性包括强度、刚度、挠性或硬度的至少一个。
16.根据权利要求1所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括当所述连续的软线的所述段的第一层正在被沉积时部分地固化所述第一层,和当第二层抵靠所述第一层正在被沉积时进一步固化所述第一层。
17.根据权利要求1所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括当所述连续的软线的所述段的第一层正在被沉积时部分地固化所述第一层,和当第二层正抵靠所述第一层被沉积时完全固化所述第一层。
18.根据权利要求1所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的段的部分包括固化小于全部的复合零件。
19.根据权利要求1所述的方法,进一步包括限制性地固化至少一部分所述复合零件。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述复合零件的部分被限制性地固化以促进该部分的随后加工。
21.根据权利要求1所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括选择性地改变所述固化能量的递送速率或递送持续时间的至少一个以给予所述复合零件不同的物理特性。
22.根据权利要求21所述的方法,其中所述不同的物理特性包括以下至少一个:强度、刚度、挠性或硬度。
23.根据权利要求1所述的方法,进一步包括与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时,在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段之后压实至少所述连续的软线的所述段的分段。
24.根据权利要求23所述的方法,其中在所述连续的软线的所述段被沿着所述印刷路径沉积之后压实所述连续的软线的所述段的所述分段包括给予期望的横截面形状至所述连续的软线的所述段。
25.根据权利要求1所述的方法,进一步包括与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时,在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段之后粗化至少所述连续的软线的所述段的分段。
26.根据权利要求25所述的方法,进一步包括与粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段同时,收集从粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段所产生的碎片。
27.根据权利要求25所述的方法,进一步包括与粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段同时,分散从粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段所产生的碎片。
28.根据权利要求1所述的方法,进一步包括选择性地切割所述连续的软线。
29.根据权利要求28所述的方法,其中与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时所述连续的软线被选择性地切割。
30.根据权利要求1所述的方法,进一步包括与以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分同时,在所述段离开递送导向器之后至少部分地保护所述连续的软线的所述段的所述部分免于氧化。
31.根据权利要求30所述的方法,其中至少所述连续的软线的所述段的所述部分用保护气被至少部分地保护免于氧化。
32.根据权利要求1所述的方法,进一步包括与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时,检测所述复合零件中的缺陷。
33.根据权利要求1所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段包括在牺牲层上沉积所述连续的软线的所述段的至少一部分。
34.根据权利要求33所述的方法,进一步包括移除所述牺牲层以形成所述复合零件。
35.根据权利要求1所述的方法,进一步包括沿着所述印刷路径沉积第二连续的软线的段。
36.根据权利要求35所述的方法,其中所述第二连续的软线不同于在所述非树脂组件或所述感光聚合物树脂组件的至少一个中的所述连续的软线。
37.根据权利要求1所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段包括推动所述连续的软线通过递送导向器。
38.增材制造复合零件的方法,所述方法包括:
当推动连续的软线通过递送部件时施加感光聚合物树脂至非树脂组件,其中所述连续的软线包括非树脂组件和感光聚合物树脂组件,所述感光聚合物树脂组件包括施加至所述非树脂组件的至少一些所述感光聚合物树脂;
经由所述递送部件沿着印刷路径沉积所述连续的软线的段;和
递送预定的或主动确定的量的固化能量的环至少至沿着所述印刷路径沉积的所述连续的软线的所述段的部分,其中所述预定的或主动确定的量的固化能量的环通过至少一个检流计镜定位系统递送。
39.根据权利要求38所述的方法,其中当推动所述连续的软线通过所述递送部件时施加所述感光聚合物树脂至所述非树脂组件包括将所述感光聚合物树脂注入所述递送部件。
40.根据权利要求38或39所述的方法,其中当推动所述连续的软线通过所述递送部件时施加所述感光聚合物树脂至所述非树脂组件包括计量所述感光聚合物树脂的流动。
41.根据权利要求40所述的方法,其中计量所述感光聚合物树脂的流动包括检测所述递送部件内所述感光聚合物树脂的水平。
42.根据权利要求41所述的方法,其中计量所述感光聚合物树脂的流动包括响应于所述递送部件内所述感光聚合物树脂的水平选择性地减少或选择性地增加所述感光聚合物树脂至所述递送部件的流动。
43.根据权利要求40所述的方法,其中计量感光聚合物树脂的流动包括检测非树脂组件中感光聚合物树脂的饱和水平。
44.根据权利要求43所述的方法,其中计量所述感光聚合物树脂的流动包括响应于所述非树脂组件中所述感光聚合物树脂的饱和水平选择性地减少或选择性地增加所述感光聚合物树脂至所述递送部件的流动。
45.根据权利要求38所述的方法,进一步包括收集从施加所述感光聚合物树脂至所述非树脂组件所产生的过量的所述感光聚合物树脂。
46.根据权利要求38所述的方法,其中当朝向所述印刷路径推动所述连续的软线通过所述递送部件时并且在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段之后所述固化能量被递送至少至所述连续的软线的所述段的部分。
47.根据权利要求38所述的方法,其中递送所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括当朝向所述印刷路径推动所述连续的软线时并且在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段之后以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分以至少部分地固化所述连续的软线的所述段的所述部分。
48.根据权利要求47所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括当沉积所述连续的软线的所述段的第一层时部分地固化所述第一层,并且当抵靠所述第一层沉积第二层时进一步固化所述第一层。
49.根据权利要求47或48所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括当沉积所述连续的软线的所述段的第一层时部分地固化所述第一层,并且当抵靠所述第一层沉积第二层时完全固化所述第一层。
50.根据权利要求47所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括固化小于全部的复合零件。
51.根据权利要求47所述的方法,其中以控制的速率递送预定的或主动确定的量的所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分包括选择性地改变所述固化能量的递送速率或递送持续时间的至少一个以给予不同的物理特性至所述复合零件。
52.根据权利要求51所述的方法,其中所述不同的物理特性包括以下至少一个:强度、刚度、挠性或硬度。
53.根据权利要求38所述的方法,其中所述非树脂组件包括以下的一种或多种:纤维、碳纤维、玻璃纤维、合成有机纤维、芳纶纤维、天然纤维、木质纤维、硼纤维、碳化硅纤维、光学纤维、纤维丛、纤维丝束、纤维织物、丝、金属丝、导丝或丝丛。
54.根据权利要求38所述的方法,其中所述感光聚合物树脂包括紫外光感光聚合物树脂、可见光感光聚合物树脂、红外光感光聚合物树脂或X射线感光聚合物树脂的至少一种。
55.根据权利要求38所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段包括抵靠其自身分层敷设所述连续的软线以增材制造所述复合零件。
56.根据权利要求38所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段包括以预定的模式沉积所述连续的软线以选择性地控制所述复合零件的一个或多个物理特性。
57.根据权利要求38所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段或递送所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的部分的至少一个在所述复合零件的不同位置处提供不同物理特性。
58.根据权利要求56或57所述的方法,其中所述物理特性包括以下至少一个:强度、刚度、挠性或硬度。
59.根据权利要求38所述的方法,进一步包括限制性地固化所述复合零件的至少一部分。
60.根据权利要求59所述的方法,其中所述复合零件的部分被限制性地固化以促进该部分的随后加工。
61.根据权利要求38所述的方法,进一步包括与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时,在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段之后压实至少所述连续的软线的所述段的分段。
62.根据权利要求61所述的方法,其中在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段之后压实至少所述连续的软线的所述段的所述分段包括给予期望的横截面形状至所述连续的软线的所述段。
63.根据权利要求38所述的方法,进一步包括与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时,在沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段之后粗化至少所述连续的软线的所述段的分段。
64.根据权利要求63所述的方法,进一步包括与粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段同时,收集由粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段产生的碎片。
65.根据权利要求63所述的方法,进一步包括与粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段同时,分散由粗化至少所述连续的软线的所述段的所述分段产生的碎片。
66.根据权利要求38所述的方法,进一步包括选择性地切割所述连续的软线。
67.根据权利要求66所述的方法,其中与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时选择性地切割所述连续的软线。
68.根据权利要求38所述的方法,进一步包括与递送所述固化能量至少至所述连续的软线的所述段的所述部分同时,在所述段离开所述递送部件之后至少部分地保护至少所述连续的软线的所述段的部分免于氧化。
69.根据权利要求68所述的方法,其中至少所述连续的软线的所述段的部分被用保护气至少部分地保护免于氧化。
70.根据权利要求38所述的方法,进一步包括与沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段同时,检测所述复合零件中的缺陷。
71.根据权利要求38所述的方法,其中沿着所述印刷路径沉积所述连续的软线的所述段包括在牺牲层上沉积所述连续的软线的所述段的至少一部分。
72.根据权利要求71所述的方法,进一步包括移除所述牺牲层以形成所述复合零件。
73.根据权利要求38所述的方法,进一步包括沿着所述印刷路径沉积第二连续的软线的段。
74.根据权利要求73所述的方法,其中所述第二连续的软线不同于在所述非树脂组件或所述感光聚合物树脂组件的至少一个中的所述连续的软线。
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